Carbure de lithium

Le carbure de lithium, Li₂C₂, souvent appelé acétylure de lithium ou de dilithium, est un composé chimique du lithium et du carbone. Li₂C₂ est l'un des nombreux composés lithium-carbone qui incluent les composés riches en lithium (Li₄C, Li₆C₂, Li₆C₃, Li₈C₃, Li₄C₃, Li₄C₅) et les composés d'insertion du graphite LiC₆, LiC₁₂ et LiC₁₈.

Identification
Carbure de lithium

Nom UICPA	éthylure de lithium
Synonymes	acétylure de dilithium, acétylure de lithium, 2-lithio-éthynyllithium
N^o CAS	1070-75-3
N^o ECHA	100.012.710
Propriétés chimiques
Formule	C₂Li₂ [Isomères]
Masse molaire[1]	37,903 ± 0,006 g/mol C 63,38 %, Li 36,63 %,
Propriétés physiques
T° fusion	>550 °C
Masse volumique	1,3 g·cm^-3[2]

Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

Le carbure de lithium est un carbure riche en lithium thermodynamiquement stable et c'est le seul d'entre eux qui peut être obtenu directement à partir de ses éléments. Il a été découvert en 1896 par Henri Moissan[3] qui l'a obtenu en faisant réagir du charbon et du carbonate de lithium. Les autres carbures riches en lithium sont produits par réaction entre des vapeurs de lithium et des hydrocarbures chlorés, par ex. CCl₄. Le carbure de lithium est aussi un composé intermédiaire produit lors des procédures de datation au radiocarbone.

Structure

Li₂C₂ est un sel ionique, 2Li⁺.C≡C²⁻. Il a une structure similaire au peroxyde de rubidium, Rb₂O₂ et au peroxyde de césium, Cs₂O₂. À haute température, la structure du carbure de lithium se transforme réversiblement en une structure cubique anti-fluorine[4].

Préparation et réactivité

Pour préparer des quantités pures, de ce composé en laboratoire, du lithium fondu et du graphite réagissent à haute température. Li₂C₂ peut aussi être préparé par réaction du CO₂ sur du lithium fondu. Le carbure de lithium est réactif et s'hydrolyse très facilement pour former de l'éthyne (gaz), C₂H₂ et de l'hydroxyde de lithium, LiOH.

Utilisation pour la datation au radiocarbone

Il y a de nombreux types de procédures : certaines brûlent l'échantillon à analyser en produisant du CO₂ qui réagit ensuite avec du lithium et d'autres où le carbone contenu dans l'échantillon réagit directement avec du lithium métallique[5]. Le résultat est le même, l'éthylure de lithium est produit qui est ensuite utilisé pour créer des espèces faciles à peser en spectrométrie de masse, comme l'éthyne ou le benzène[6]. Il faut noter que du nitrure de lithium peut être formé, ce qui produit de l'ammoniaque lors de l'hydrolyse et contamine l'acétylène.

Notes

(en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Lithium carbide » (voir la liste des auteurs).

Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
R. Juza; V. Wehle; H.-U. Schuster, Zur Kenntnis des Lithiumacetylids, Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie, 1967, vol. 352, pp. 252. DOI 10.1002/zaac.19673520506
H. Moissan, Comptes Rendus hebd. Séances Acad. Sci., 1896, vol. 122, p. 362.
U. Ruschewitz, R. Pöttgen, Structural Phase Transition in Li2C2, Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie, 1999, vol. 625(10), pp. 1599–1603. DOI 10.1002/(SICI)1521-3749(199910)625:10<1599::AID-ZAAC1599>3.0.CO;2-J.
Swart E.R., The direct conversion of wood charcoal to lithium carbide in the production of acetylene for radiocarbon dating, Cellular and Molecular Life Sciences, 1964, vol. 20, p. 47. DOI 10.1007/BF02146038.
(en) University of Zurich Radiocarbon Laboratory webpage

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