LITHIUM FLUORIDE: STRUKTUR, SIFAT, PEROLEHAN, KEGUNAAN - KIMIA - 2025

The lithium fluoride adalah padat anorganik dengan rumus kimia LiF. Itu terdiri dari ion Li ⁺ dan F ^- , yang dihubungkan melalui ikatan ionik. Ini ditemukan dalam jumlah kecil di berbagai mineral, terutama silikat seperti lepidolit, di air laut dan di banyak sumur mineral.

Ini telah banyak digunakan dalam perangkat optik karena transparansi dalam berbagai panjang gelombang, dari spektrum inframerah (IR) hingga UV ultraviolet, melalui yang terlihat.

Lepidolite, mineral yang mengandung sedikit lithium fluoride LiF. Rob Lavinsky, iRocks.com - CC-BY-SA-3.0. Sumber: Wikimedia Commons.

Ini juga telah digunakan dalam perangkat untuk mendeteksi radiasi berbahaya dalam pekerjaan di mana orang terpapar dalam waktu singkat. Selain itu, digunakan sebagai bahan untuk melebur aluminium atau untuk membuat kaca mata untuk lensa atau kaca mata dan dalam pembuatan keramik.

Ini berfungsi sebagai bahan untuk melapisi komponen baterai lithium ion dan untuk mencegah hilangnya muatan awal ini.

Struktur

Litium fluorida adalah senyawa ionik, yaitu, dibentuk oleh penyatuan kation Li ⁺ dan anion F ^- . Gaya yang mengikat keduanya bersifat elektrostatis dan disebut ikatan ionik.

Ketika litium bergabung, ia melepaskan satu elektron menjadi fluor, meninggalkan keduanya dalam bentuk yang lebih stabil daripada bentuk awal, seperti yang dijelaskan di bawah ini.

Unsur litium memiliki konfigurasi elektronik berikut: 1s ² 2s ¹ dan ketika sebuah elektron ditransfer, struktur elektroniknya terlihat seperti ini: 1s ² yang jauh lebih stabil.

Unsur fluor yang konfigurasi elektroniknya adalah: 1s ² 2s ² 2p ⁵ , ketika menerima elektron, ia tetap dalam bentuk 1s ² 2s ² 2p ⁶ , lebih stabil.

Tata nama

- Litium fluorida

- Fluorolithium

- Litium monofluorida

Properti

Keadaan fisik

Padatan putih, yang mengkristal dalam struktur kubik, seperti natrium klorida NaCl.

Struktur kubik kristal lithium fluorida LiF. Benjah-bmm 27. Sumber: Wikimedia Commons.

Berat molekul

26 g / mol

Titik lebur

848,2 ºC

Titik didih

1673 ºC, meskipun volatilisasi pada 1100-1200 ºC

Massa jenis

2.640 g / cm ³

Indeks bias

1.3915

Kelarutan

Sedikit larut dalam air: 0,27 g / 100 g air pada suhu 18 ºC; 0,134 g / 100 g pada 25 ° C. Larut dalam media asam. Tidak larut dalam alkohol.

Sifat lainnya

Uapnya menghasilkan spesies dimerik (LiF) ₂ dan trimerik (LiF) ₃ . Dengan asam hidrofluorat HF ​​membentuk lithium bifluoride LiHF ₂ ; dengan litium hidroksida membentuk garam ganda LiF.LiOH.

Koleksi dan lokasi

Litium fluorida LiF dapat diperoleh dari reaksi antara asam hidrofluorat HF ​​dan litium hidroksida LiOH atau litium karbonat Li ₂ CO ₃ .

Namun, ia hadir dalam jumlah kecil di mineral tertentu seperti lepidolit dan air laut.

Lithium fluoride ditemukan dalam jumlah kecil di air laut. Adeeb Atwan. Sumber: Wikimedia Commons.

Aplikasi

Dalam aplikasi optik

LiF digunakan dalam bentuk kristal kompak dalam spektrofotometer inframerah (IR) karena dispersinya yang sangat baik dalam rentang panjang gelombang antara 4000 dan 1600 cm ^-1 .

Kristal besar LiF diperoleh dari larutan jenuh garam ini. Itu dapat menggantikan kristal fluorit alami di berbagai jenis perangkat optik.

Kristal besar dan murni digunakan dalam sistem optik untuk sinar ultraviolet (UV), sinar tampak dan IR dan dalam monokromator sinar-X (0,03-0,38 nm).

Kristal besar lithium fluoride LiF, di dalam gelas kimia. V1adis1av. Sumber: Wikimedia Commons.

Ini juga digunakan sebagai bahan pelapis optik untuk wilayah UV karena pita optiknya yang luas, lebih besar daripada fluorida logam lainnya.

Transparansi di UV jauh (90-200 nm) membuatnya ideal sebagai lapisan pelindung pada cermin aluminium (Al). Cermin LiF / Al digunakan dalam sistem teleskop optik untuk aplikasi di luar angkasa.

Pelapisan ini dicapai dengan deposisi uap fisik dan deposisi lapisan pada tingkat atom.

Dalam detektor pengion atau radiasi berbahaya

Litium fluorida telah banyak digunakan dalam detektor termoluminesen untuk radiasi partikel foton, neutron dan β (beta).

Detektor termoluminesen menyimpan energi radiasi saat terpapar. Nanti, saat dipanaskan, mereka melepaskan energi yang tersimpan dalam bentuk cahaya.

Untuk aplikasi ini, LiF umumnya diolah dengan pengotor magnesium (Mg) dan titanium (Ti). Pengotor ini menghasilkan tingkat energi tertentu yang bertindak sebagai lubang tempat elektron yang dilepaskan oleh radiasi terperangkap. Ketika bahan tersebut kemudian dipanaskan, elektron-elektron ini kembali ke keadaan energi aslinya, memancarkan cahaya.

Intensitas cahaya yang dipancarkan bergantung langsung pada energi yang diserap oleh material.

Detektor Thermoluminescent LiF telah berhasil diuji untuk mengukur medan radiasi yang kompleks, seperti yang ada di Large Hadron Collider, atau LHC (untuk akronimnya dari English Large Hadron Collider), yang terletak di European Organisation for Nuclear Research, yang dikenal sebagai CERN (untuk akronimnya dari French Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire).

Radiasi dalam percobaan yang dilakukan di pusat penelitian ini menghadirkan hadron, neutron dan elektron / positron, di antara jenis partikel subatomik lainnya, yang semuanya dapat dideteksi dengan LiF.

Sebagai bahan untuk memprioritaskan katoda baterai litium

LiF telah berhasil diuji dalam bentuk nanokomposit dengan bahan kobalt (Co) dan besi (Fe) sebagai bahan prelithiation (prelithiation) bahan katoda baterai lithium ion.

Selama siklus pengisian pertama atau tahap pembentukan baterai ion litium, elektrolit organik terurai untuk membentuk fase padat di permukaan anoda.

Proses ini menghabiskan litium dari katoda dan mengurangi energi sebesar 5 hingga 20% dari total kapasitas baterai ion litium.

Untuk alasan ini, prelitiasi elektrokimia katoda telah diselidiki, yang menghasilkan ekstraksi elektrokimia litium dari nanokomposit, yang bertindak sebagai donor litium, sehingga menghindari konsumsi litium dari katoda.

Nanokomposit LiF / Co dan LiF / Fe memiliki kapasitas tinggi untuk menyumbangkan litium ke katoda, mudah disintesis, stabil dalam kondisi lingkungan dan pemrosesan baterai.

Baterai ion lithium. Penulis: Mr. ち ゅ ら さ ​​ん. Lithium_Battery * hari fotografi, Agustus 2005 * orang fotografi Aney. Sumber: Wikimedia Commons.

Dalam berbagai kegunaan

Lithium fluoride digunakan sebagai fluks las, khususnya aluminium, dan sebagai pelapis untuk batang las. Ini juga digunakan dalam sel reduksi aluminium.

Ini banyak digunakan dalam pembuatan kacamata (seperti lensa) di mana koefisien muai menurun. Itu juga digunakan dalam pembuatan keramik. Selain itu, digunakan dalam pembuatan enamel dan pernis vitreous.

LiF adalah salah satu komponen bahan bakar roket dan bahan bakar untuk jenis reaktor tertentu.

LiF juga digunakan dalam dioda pemancar cahaya atau komponen fotovoltaik, untuk injeksi elektron pada lapisan internal.

Referensi

1. Cotton, F. Albert dan Wilkinson, Geoffrey. (1980). Kimia Anorganik Lanjut. Edisi keempat. John Wiley & Sons.
2. Perpustakaan Kedokteran Nasional AS. (2019). Lithium Fluoride. Diperoleh dari: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
3. Obryk, B. dkk. (2008). Respons berbagai jenis detektor litium fluorida TL terhadap medan radiasi campuran berenergi tinggi. Pengukuran Radiasi 43 (2008) 1144-1148. Dipulihkan dari sciencedirect.com.
4. Sun, Y. et al. (2016). Sintesis Kimia In Situ dari Litium Fluorida / Nanokomposit Logam untuk Prelithiation Kapasitas Tinggi Katoda. Huruf Nano 2016, 16, 2, 1497-1501. Dipulihkan dari pubs.acs.org.
5. Hennessy, J. dan Nikzad, S. (2018). Deposisi Lapisan Atom dari Lapisan Optik Litium Fluorida untuk Ultraviolet. Anorganics 2018, 6, 46. Diperoleh dari mdpi.com.