Eine Einführung in die Lithium-Perchlorat
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Lithiumperchlorat ist eine anorganische Verbindung mit der Formel LiClO4. Dieses weiße oder farblose kristalline Salz zeichnet sich durch seine hohe Löslichkeit in vielen Lösungsmitteln aus. Es existiert sowohl in wasserfreier Form als auch als Trihydrat.
Anwendung in der anorganischen Chemie - Lithiumperchlorat wird in einigen chemischen Sauerstoffgeneratoren als Sauerstoffquelle verwendet. Es zersetzt sich bei ca. 400 °C unter Bildung von Lithiumchlorid und Sauerstoff: LiClO4 → LiCl + 2 O2
Über 60 % der Masse des Lithiumperchlorats werden als Sauerstoff freigesetzt. Es hat sowohl das höchste Verhältnis von Sauerstoff zu Gewicht als auch von Sauerstoff zu Volumen aller praktischen Perchloratsalze.
Anwendung in der organischen Chemie - LiClO4 ist in organischen Lösungsmitteln, sogar Diethylether, gut löslich. Solche Lösungen werden in Diels-Alder-Reaktionen verwendet, bei denen vorgeschlagen wird, dass das Lewis-saure Li+ an Lewis-basische Stellen des Dienophils bindet und dadurch die Reaktion beschleunigt. Lithiumperchlorat wird auch als Cokatalysator bei der Kupplung von α,β-ungesättigten Carbonylen mit Aldehyden, auch bekannt als Baylis-Hillman-Reaktion, verwendet.
Festes Lithiumperchlorat ist eine milde und effiziente Lewis-Säure zur Förderung der Cyanosilylierung von Carbonylverbindungen unter neutralen Bedingungen.
Anwendung in Lithium-Ionen-Batterien - Lithiumperchlorat wird auch als Elektrolytsalz in Lithium-Ionen-Batterien verwendet. Lithiumperchlorat wird gegenüber alternativen Salzen wie Lithiumhexafluorophosphat oder Lithiumtetrafluoroborat gewählt, wenn seine überlegene elektrische Impedanz, Leitfähigkeit, Hygroskopizität und anodische Stabilität für die spezifische Anwendung von Bedeutung sind. Diese vorteilhaften Eigenschaften werden jedoch oft von den stark oxidierenden Eigenschaften des Elektrolyten überschattet, die den Elektrolyten bei hohen Temperaturen und/oder hohen Strombelastungen gegenüber seinem Lösungsmittel reaktiv machen. Aufgrund dieser Gefahren wird die Batterie oft als ungeeignet für industrielle Anwendungen angesehen.
Anwendung in der Biochemie - Konzentrierte Lösungen von Lithiumperchlorat (4,5 mol/L) werden als chaotropes Mittel zur Denaturierung von Proteinen verwendet.
Herstellung - Lithiumperchlorat kann durch Reaktion von Natriumperchlorat mit Lithiumchlorid hergestellt werden. Es kann auch durch Elektrolyse von Lithiumchlorat bei 200 mA/cm2 bei Temperaturen über 20 °C hergestellt werden.
Sicherheit - Perchlorate ergeben oft explosive Gemische mit organischen Verbindungen.