Lithium

Lithium je nejlehčí kov. Všichni víme, že sodík je docela lehký
jako kov. Když ho vhodíte do vody, a pominete reakci, plave
na hladině. Oranžový plamen sodíku. Ou, máš ho na kameře. Samozřejmě že lithium udělá to samé.
Ale jsou tu rozdíly, které vám za chvíli ukážu. Ale to, co chci vidět,
je, jestli můžeme ukázat, o kolik je lithium lehčí než sodík.


Nikdy jsme tenhle experiment nezkoušeli, ale požádal jsem Neila, našeho
technika, aby vhodil kousek sodíku a kousek lithia zhruba stejné
velikosti ve stejný čas do kádinek hexanu. Hexan je podobný benzínu,
nebo petroleji. A když je vhodíte, je to velice pozoruhodné.
Sodík se potopil jako kámen. Protože benzín je mnohem méně
hustý než voda. Ale lithium naráželo do stěn jako malá
lodička. Když jste se podívali pořádně, oba začaly bublat, protože jsme nepoužili
suchý hexan. Oba vzorky hexanu obsahovaly malé množství
vody, která začala reagovat.

A to samozřejmě přimělo Neila
vhodit kusy kovu do opravdové vody. Takže jsme ten experiment zkusili znovu,
vhodit lithium a sodík do vody. Tentokrát samozřejmě oba
plavaly. Ale lithium je méně reaktivní k vodě
než sodík. Je to menší atom, elektrony jsou pevněji drženy a reakce
je pomalejší. Se sodíkem to bylo opravdu překvapující. Odehrálo se to
s velkou ránou. A kádinka skončila na zadní stěně
digestoře. A sodík byl fuč.

Lithium pokojně
šumělo na povrchu vody. A když to Neil povzbudil plamenem,
dostali jsme nádhernou červenou, pro plamen lithia typickou barvu. Další experiment, který jsme zkusili,
byl pálení lithia ve vzduchu a porovnání ho s pálením lithia v dusíku.
N2 má nejsilnější vazbu mezi jakýmikoliv dvěma atomy
toho samého druhu v periodické tabulce. Takže potřebujete hodně energie,
abyste je roztrhli od sebe. Protože je lithium malé, může
vytvořit velmi těsné vazby s dusíkem.

A tak jsem často četl,
že lithium bude v dusíku hořet. Takže jsem přesvědčil Neila, aby
zapálil nějaké lithium. Hořelo to velmi jasně ve vzduchu. A pak nalil tekutý dusík do kádinky, aby
jí naplnil plynným dusíkem. Dusík vře při -200°C, -196. Takže ten
plyn byl v kádince docela studený a pak potopil hořící lithium do kádinky.
Teď se názory lišily u mě a u Neila. Já myslel, že ta reakce byla velkým
úspěchem, Neil byl drobet zklamán, protože to lithium jen červeně zářilo.
Ale co jsem já viděl, bylo, že to není velký kus kovu, který je ponořen
do velmi studeného plynu, a udržovalo to červenou zář po
celou dobu.

Zatímco kdyby to prostě vyhaslo,
protože by to nereagovalo s dusíkem, rychle by to ztratilo svojí barvu.
Takže já měl pocit, že to byla dobrá ukázka. Zkoušel jsem
dělat tu samou s hořčíkem, který by měl také v dusíku hořet.
Demonstroval jsem to po 25 let postupným generacím studentům
a ani jednou to nefungovalo! Věděl jsem, že to nebude fungovat,
ale pokaždé si studenti mysleli - blbý profesor, nefunguje to.

Lithium je používáno pro léčení
bipolárních poruch, někdy nazývaných maniodepresivní
psychózy. Tohle je velice zneklidňující choroba,
která je způsobena nerovnováhou chemikálií v mozku, což způsobuje,
že jsou lidé někdy opravdu šílení, a někdy tak v depresi, že nemohou
vylézt z postele. Použití lithia, které pravděpobobně
nejvíce využíváte, je pro baterie. Tohle není nový nápad, našel jsem
starý Scientific American z roku 1967. Uvnitř je reklama, tady, s obrázkem
Edisonova stolu.

Na jeho stolu, když umřel,
byla velká plechovka lithia. Tohle je reklama od společnosti,
která prodává lithium, nebo prodávala lithium
v těch časech. Důvod, proč měl Edison lithium na stole,
byl, že si uvědomil, že by to mohlo potencionálně sloužit pro výrobu
velmi dobrých baterií. Je to skutečně kvůli tomu, nebo je to
sugesce Minerální společnosti Foote? Myslím, že je to jejich sugesce.
A jelikož nevyráběl baterie z lithia, nikdy se to snad nedozvíme.

Je tu
jedno finální a důležité využití lithia, což je při výrobě vodíkových bomb.
Jen vám připomenu, že atomová bomba je tvořena obvykle atomy uranu, ale
může to také být plutonium, které se dělí. Ty se nazývají štěpné bomby,
vodíková bomba je diametrálně odlišná. Komise pro atomovou energii a
Oddělení pro obranu provedly důležitý test experimentálního zařízení založeného
na termonukleárním principu. Kousky se spojí, takže dva atomy,
například dva atomy deuteria, - Ale co deuterium je?
- K tomu bych se dostal. Atom tohohle druhu vodíku má to nejprostší známé jádro.


Ale vodík existuje ve dvou dalších izotopních formách. Deuterium, které
má navíc k protonu neutron, a tritium,
které má dva neutrony a jeden proton. atomy vodíku s hmotností 2 nežli
s hmotností 1, se spojí k vytvoření atomu hélia. První vodíkové bomby,
které byly vyrobeny, a mělo by se jim správně říkat
deuteriové bomby, ne vodíkové bomby, pracovaly s tekutým deuteriem. A tak
ta bomba vypadala jako malá chemická továrna, protože to byly
velké nádrže tekutého deuteria. A nikdo si nedokázal představit, aby to neslo letadlo pro
skutečné bombardování.

Tohle je první test vodíkového zařízení
v plné velikosti. Jestli reakce proběhne,
jsme v termonukleární éře. Pět! Čtyři! Tři! Dva! Jedna!
T nula! Průlom nastal, když se přišlo na to,
že můžete použít sloučeninu lithia a deuteria. To je lithium deuterid
LiD, což je chemicky to samé jako LiH ale s těžším izotopem.
Co se stane s tímhle druhem bomby, je, že jí spustíte atomovou bombou, která
vytváří hodně neutronů, a ty neutrony přemění nějaké atomy lithia na atomy
tritia, vodík s hmotností 3, a pak se deuterium a tritium spojí a
vydají energii.

Lithium deuterid je pevná látka, která je stabilní
při pokojové teplotě. Obecně můžete vyrobit lithium
tritid, LiT, ale tritum je vysoce radioaktivní a rozpadá se s poločasem
rozpadu 12 let, takže musíte neustále svoje bomby nahrazovat.
Takže byste mohli postavit bombu bez velkých nádrží tekutiny
a stejně postavit něco opravdu velkého, ale obecně aby to mohl nést
obrovský bombardér.

První test lithium deuteridové bomby
byl proveden, myslím, v roce 1954. Myslíme si, že zpráva o tomhle
důležitém testu by měla informovat - o nezdarech, stejně tak o úspěších. Jméno testu bylo Castle Bravo. - Datum bylo 1. března 1954.
- Tahle fotografie byla pořízena z letadla z 50 mil. Šířka ohnivé
koule v tenhle čas, kolem 3 vteřin - po odpálení, byla 4 míle.
- A bylo to opravdu příliš úspěšné. Síla bomby byla třikrát větší, než bylo
spočítáno.

Ohromný výnos vyústil v závažnou
situaci spadu v Bikini a určitých dalších atolech po větru od
místa výbuchu. Obyvatelé ostrovů poblíž nebyli
evakuováni dostatečně daleko a několik lidí bylo vystaveno
radiaci tím nejhorším způsobem. Ale podstata byla demonstrována.
Samozřejmě že celá ta technologie je strašlivá, ale je zajímavé vidět,
jakou roli v tom mělo lithium. Ale abychom skončili mnohem
veselejší notou, lithium je lehký kov, vodík může být použit k pohánění
aut za použití palivových článků, které přeměňují vodík na elektřinu.


Teď je hodně výzkumů, aby se zjistilo, jestli mohou hydrid lithia nebo deriváty
hydridu lithia být použity k uchování vodíku v nádrži vašeho auta. Naneštěstí se toho mohou zmocnit
teroristé. Mám tady molekulu sarinu zde. - Ne opravdový sarin.
- Ne opravdový sarin, to by bylo nelegální vyrábět. Udělal jsem jí
ze slámek a těchle barevných kuliček.