Litio

De Wikipedia, la enciclopedia libre.
Saltar a navegación Saltar a búsqueda
Litio
 

3
Allí
 
        
        
                  
                  
                                
                                
  

helio ← → litio berilio

Apariencia
Apariencia del elemento
Generalidad
Nombre, símbolo, número atómico litio, Li, 3
Serie Metales alcalinos
Grupo , período , bloque 1 (IA) , 2 , s
Densidad 535 kg / m³
Dureza 0,6
Configuración electrónica
Configuración electrónica
Término espectroscópico 2 S 1/2
Propiedades atómicas
Peso atomico 6,941
Radio atómico (calc.) 145 pm
Radio covalente 134 p. M.
Radio de Van der Waals 182 pm
Configuración electrónica [ Él ] 2 s 1
y - por nivel de energía 2, 1
Estados de oxidación 1 ( base fuerte )
Estructura cristalina cúbico centrado en el cuerpo
Propiedades físicas
Estado de la materia sólido (no magnético)
Punto de fusión 453,69 K (180,54 ° C )
Punto de ebullición 1615 K (1342 ° C)
Punto crítico 2949.85 ° C hasta 67 MPa
Entalpía de vaporización 145,92 kJ / mol
Calor de fusión 3 kJ / mol
Presión de vapor 1,63 × 10 -8 Pa a 453,7 K
Velocidad del sonido 6000 m / sa 293,15 K
Otras propiedades
número CAS 7439-93-2
Electronegatividad 0,98 ( escala de Pauling )
Calor especifico 3582 J / (kg · K)
Conducibilidad eléctrica 10,8 × 10 6 / m · Ω
Conductividad térmica 84,7 W / (m · K)
Energía de primera ionización 520,23 kJ / mol
Segunda energía de ionización 7 298,22 kJ / mol
Tercera energía de ionización 11815,13 kJ / mol
Isótopos más estables
Para obtener más información, consulte los isótopos vocales del litio .
Yo asi N / A TD DM Delaware DP
6 Li 7,5% Es estable con 3 neutrones.
7 Li 92,5% Es estable con 4 neutrones.
8 Li sintético 836 ms β - , β - + 16.004 8 ser
iso: isótopo
NA: abundancia en la naturaleza
TD: vida media
DM: modo de decaimiento
DE: energía de desintegración en MeV
DP: producto de descomposición

El litio (del griego λίθος lithos, "piedra") es el ' elemento químico de la tabla periódica de los elementos indicados con el símbolo Li y el número atómico 3. Pertenece al primer grupo ( metales alcalinos ). El litio, en su forma pura, es un metal blando de color plateado , que se oxida rápidamente al contacto con el ' aire o l' agua . Es el más ligero de los elementos sólidos y se utiliza principalmente en aleaciones de conductores de calor, en baterías y como componente de algunos medicamentos.

Características

Sabio de la llama de una muestra de litio.

El litio es el metal más ligero, con una densidad ( 0,535 g / cm³ ) igual a aproximadamente la mitad de la del agua . Como todos los metales alcalinos , el litio reacciona fácilmente con el agua en la naturaleza y no se encuentra en estado metálico debido a su notable reactividad . Sin embargo, es menos reactivo que el sodio , a pesar de la similitud química, y por la relación diagonal con el magnesio comparte muchas propiedades con este último elemento. Si se calienta, produce una llama de color carmesí , pero cuando arde con fuerza, la llama se vuelve blanca brillante. Es un elemento univalente .

dilitio

El dilitio Li 2 es una molécula diatómica formada por dos átomos de litio unidos por un enlace covalente . El dilitio se conoce en forma gaseosa , tiene un orden de enlace de 1, con una separación entre los dos núcleos de aproximadamente 267.3 pm y una energía de unión de 101 kJ / mol . [1] El litio también puede formar el grupo molecular, como en las 6 moléculas de Li.

Isótopos

Icono de lupa mgx2.svg El mismo tema en detalle: isótopos de litio .

En la naturaleza, el litio está presente en forma de dos isótopos estables 6 Li y 7 Li, siendo este último el 92,5% del total. Se obtuvieron siete radioisótopos , de los cuales el más estable es 8 Li con una vida media de 838 ms y 9 Li con 178,3 ms. Los radioisótopos restantes tienen vidas medias inferiores a los 8,5 ms o desconocidas.

7 Li es uno de los elementos primordiales (producido en lanucleosíntesis del Big Bang ). Los isótopos de litio se fraccionan durante una amplia gama de procesos naturales, que incluyen la formación de minerales (precipitación química), el metabolismo, el intercambio iónico. Además, los iones de litio reemplazan al magnesio y al hierro en sitios octaédricos en minerales arcillosos, donde el 6 Li y el 7 Li conducen a un ligero enriquecimiento del isótopo en procesos de hiperfiltración y alteración de rocas.

Una pequeña cantidad de 6 Li y 7 Li se produce en las estrellas , pero se espera que se consuma / queme tan rápido como se forman. Otra pequeña cantidad de litio es el Li 6, de los cuales 7 Li pueden ser generados por el viento solar , por los rayos cósmicos que inciden en los átomos más pesados ​​y por la desintegración de 7 Be y 10 Be.

Historia y producción

Johan August Arfwedson

En 1800, en una mina en la isla de Uto en Suecia , fue descubierto por el químico y estadista brasileño José Bonifácio de Andrada e Silva, un mineral llamado petalita (LiAlSi 4 O 10). Inicialmente no se sabía que dicho mineral contenía litio. En 1817 Johan August Arfwedson , mientras trabajaba en el laboratorio de química Jöns Jakob Berzelius , analizando cuidadosamente una muestra de ese mineral notó la presencia de un nuevo elemento que formaba compuestos similares a los del sodio y el potasio, aunque su carbonato y su hidróxido eran menos soluble en agua y más alcalino. Berzelius le dio a ese elemento el nombre Lithion, de la palabra griega λιθoς (transcrito como lithos, que significa "piedra"), para resaltar el hecho de que había sido descubierto en un mineral a diferencia del potasio , que había sido descubierto en cenizas de plantas y sodio , que era conocido por su abundancia en sangre animal.

Siguiendo a Arfwedson demostró que este mismo elemento estaba presente en los minerales espodumena y lepidolita . En 1818, Christian Gmelin fue el primero en observar que las sales de litio dan un fuego rojo brillante ( prueba de llama ). Sin embargo, tanto Arfwedson como Gmelin intentaron en vano durante mucho tiempo aislar el elemento puro de sus sales. En 1821, William Thomas Brande aisló el proceso de electrólisis del litio mediante óxido de litio, proceso que había sido previamente empleado por el químico Sir Humphrey Davy para aislar los metales alcalinos potasio y sodio. Brande también describe algunas sales de litio puros, tales como cloruro, y, estimando que el óxido de litio (óxido de litio) contenía aproximadamente 55% de metal, el peso atómico del litio estimado alrededor de 9,8 (el valor reconocido es de ~ 6,94). En 1855, Robert Bunsen y Augustus Matthiessen produjeron grandes cantidades de litio mediante electrólisis de cloruro de litio. El descubrimiento de este procedimiento llevó inevitablemente a la producción comercial de litio, a partir de 1923, por la empresa alemana Metallgesellschaft AG , que realizó la ' electrólisis de una mezcla líquida de cloruro de litio y cloruro de potasio para aislar el elemento en estado puro.

La producción y el uso del litio han sufrido a lo largo del tiempo muchos cambios drásticos. La primera gran aplicación del litio ha sido la producción de lubricantes y jabones para motores de aviones o similares en la Segunda Guerra Mundial y después. Este uso se debió al hecho de que los jabones de litio tienen un punto de fusión más alto que otros jabones alcalinos y son menos corrosivos que los jabones a base de calcio. El modesto mercado de los jabones de litio y las grasas a base de ellos se ha apoyado a través de pequeñas minas diseminadas mayoritariamente en Estados Unidos.

El aumento de la demanda de litio dramáticamente durante la Guerra Fría , con la producción de armas de fusión nuclear . Tanto el litio-6 es el tritio producido por el litio-7 cuando fueron bombardeados con neutrones y, por lo tanto, son útiles para la producción de tritio en sí mismo, así como una forma de combustible sólido utilizado dentro de las bombas de hidrógeno en forma de deuteruro de litio . Estados Unidos se ha convertido en el primer productor de litio del mundo en el período comprendido entre finales de los cincuenta y mediados de los ochenta . Finalmente, las existencias de litio estaban 42 000 t de hidróxido de litio. El litio se ha acumulado agotado en litio-6 en un 75%, lo que fue suficiente para afectar el peso atómico del litio medido en muchas sustancias químicas estándar, y también el peso atómico del litio en algunas "fuentes naturales" de iones de litio, que en cambio se habían "contaminado "en sales de litio, a relación isotópica alterada, descargada por la planta de separación de isótopos que había llegado al agua subterránea".

Mina de litio en Clayton Valley ( Nevada ).

El litio se ha utilizado para disminuir la temperatura de fusión del vidrio y para mejorar el comportamiento de fusión del óxido de aluminio cuando se utiliza el proceso Hall-Héroult . Estos dos usos han dominado el mercado hasta mediados de los noventa años . Después del final de la carrera armamentista, la demanda de litio disminuyó y la venta de acciones en el mercado por parte del Departamento de Energía de EE. UU. Redujo a la mitad los precios. Pero a mediados de los 90, varias empresas comenzaron a extraer litio a partir de soluciones, un método que era menos costoso y más rápido en minas subterráneas o incluso a cielo abierto. La mayoría de las minas fueron cerradas o han cambiado el enfoque hacia la extracción de otros materiales. Por ejemplo, las principales minas de Estados Unidos cerca de Kings Mountain , Carolina del Norte , se cerraron antes de finales del siglo XX.

El uso de baterías de iones de litio ha aumentado la demanda de litio y se ha convertido en el uso dominante desde 2007. Con el aumento de la demanda de baterías de litio en 2000, nuevas empresas han ampliado los esfuerzos de extracción de sal para satisfacer la creciente demanda internacional.

El litio se produce por electrólisis de una mezcla de husillos de cloruro de litio y cloruro de potasio (los puntos de fusión respectivos son 600 ° C y aproximadamente 350 ° C). Aprovechar este proceso en celdas de acero revestidas con material refractario (es decir, resistente a altas temperaturas), con un ánodo en grafito -donde se desarrolla el cloro- y un cátodo de acero, donde se acumula el litio fundido.

El costo de este metal en 1997 fue de aproximadamente 136 $ / kg .

Aplicaciones

     Cerámica y vidrio (29%)

     Baterías (27%)

     Grasas (12%)

     Fundición de litio (5%)

     Purificación de aire (4%)

     Polímeros (3%)

     Producción de aluminio (2%)

     Drogas (2%)

     Otros usos (16%)

[2]

Cerámica y Vidrio

El óxido de litio (Li 2 O) es un fundente muy utilizado para el tratamiento de la sílice , capaz de reducir el punto de fusión y la viscosidad del material y aportar a los esmaltes propiedades físicas mejoradas como bajos coeficientes de expansión térmica . [3] Los óxidos de litio son un componente de la vajilla. En todo el mundo, este es el uso más extenso de compuestos de litio, [2] ya que el carbonato de litio (Li 2 CO 3) se usa generalmente en esta aplicación: calentándolo se convierte en óxido. [4]

Electrónica

En los últimos años del siglo XX, debido a su electrodo de alto potencial , el litio se convirtió en un componente importante del ' electrolito y uno de los electrodos en las baterías. Debido a su baja masa atómica, tiene una alta carga y una alta relación peso-potencia. Una batería de iones de litio típica es capaz de generar aproximadamente 3 V por celda, en comparación con 2,1 V de la batería de plomo-ácido o 1,5 V para las pilas de zinc-carbono . El de iones de litio, recargable y de alta densidad energética, no debe confundirse con las baterías de litio, que son desechables (baterías primarias) con litio o sus compuestos como ánodo. [5] [6] Otras baterías recargables que usan batería de litio incluyen la batería de polímero de iones de litio, la batería para el fosfato de hierro y litio y la batería para nanocables.

Debido a su calor específico (el más alto entre los sólidos), el litio se utiliza en aplicaciones para la transferencia de calor. Gracias a su alto potencial electroquímico, el litio también es un importante material anódico de la batería de iones de litio en el que generalmente aparece en forma de sal, como el carbonato de litio (Li 2 CO 3) y el perclorato de litio (LiClO 4) .

El niobato de litio es un cristal piezoeléctrico utilizado desde los años 80 para filtros de ondas acústicas de superficie (SAW) con un gran mercado para los de frecuencia media de televisores analógicos.

grasas

Se refieren al tercer mayor uso de litio a gran escala. El hidróxido de litio (LiOH) es una base fuerte y, calentado junto con una grasa, produce un jabón de estearato de litio . Este jabón se utiliza como espesante de aceites y como lubricante de uso general a altas temperaturas. [7] [8] [9]

Metalurgia

Cuando se utiliza como fundente para soldadura fuerte o fuerte , el litio metálico promueve la fusión de los metales durante el proceso y elimina la formación de óxidos al absorber impurezas. También es importante por su calidad de fusión como fundente para la producción de cerámica , esmaltes y vidrio . Las aleaciones metálicas con aluminio , cadmio , cobre y manganeso se utilizan como componentes de aviones de alto rendimiento (véanse también las aleaciones de litio-aluminio ). [10]

Aplicaciones en el ejército

En el campo de la guerra

El litio metálico y sus hidruros complejos, como el LiAlH 4, se utilizan como aditivos de alta energía para propulsores de cohetes. El hidruro de aluminio-litio también se puede usar solo como combustible sólido. [11]

El sistema de propulsión de la energía química almacenada Mark 50 Torpedo (SCEPS) utiliza un pequeño tanque de gas de hexafluoruro de azufre, que se rocía sobre un bloque de litio sólido. La reacción genera calor, que a su vez se utiliza para generar vapor. El vapor empuja el torpedo en un ciclo Rankine cerrado. [12]

El hidruro de litio L 'que contiene litio-6 se utiliza en bombas de hidrógeno. En la bomba se coloca alrededor del centro (núcleo) de una bomba nuclear. [13]

Nuclear

deuteruro de litio utilizado en la bomba de prueba Castle Bravo.

El litio-6 se evalúa como material básico para la producción de tritio y como absorbente de neutrones durante un proceso de fusión nuclear. El litio natural contiene aproximadamente el 7,5% del cual se produjeron grandes cantidades de litio-6 por separación de isótopos para el uso de armas nucleares. [14] El isótopo de litio-7 ha ganado interés para su uso en el refrigerante de reactores nucleares. [15] Un uso para la producción de tritio en el futuro podría tener en la planta experimental DEMO . [dieciséis]

El deuteruro de litio fue el combustible de fusión elegido en las primeras versiones de la bomba de hidrógeno . Cuando son bombardeados por neutrones, tanto 6 Li como 7 Li producen tritio (esta reacción, no estaba del todo clara cuando se probaron las bombas de hidrógeno, fue responsable del rendimiento de las pruebas nucleares inestabilidad Castle Bravo ). El tritio se fusiona con el deuterio en una reacción de fusión que es relativamente fácil de lograr. Aunque los detalles siguen siendo secretos, el deuteruro de litio-6 aparentemente todavía juega un papel decisivo en las armas nucleares modernas, como el material de fusión de arriba. [17]

El fluoruro de litio (LiF), cuando está altamente enriquecido con el isótopo litio-7, constituye el constituyente básico de la mezcla de sal de fluoruro LiF-BeF 2 utilizada en reactores nucleares para formar fluoruro líquido. El fluoruro de litio es excepcionalmente estable y las mezclas de LiF-BeF 2 tienen un punto de fusión bajo. Además, 7 Li, Be y F se encuentran entre los pocos nucleidos que no pueden contaminar las reacciones de fisión en un reactor de fisión nuclear. [18]

En sistemas de fusión nuclear en el diseño y / o construcción, el litio se utilizará para producir tritio en reactores confinados magnéticamente con deuterio y tritio como combustible. En la naturaleza, el tritio es extremadamente raro y debe producirse sintéticamente rodeando el reactivo de plasma con un 'manto' que contiene litio, donde los neutrones de la reacción deuterio-tritio del plasma, fisionino litio para producir más tritio:

6 Li + n4 He + 3 T
7 Li + n4 He + 3 T + n

El litio también se utiliza como fuente de partículas alfa , es decir, núcleos de 4 He . Cuando el 7 Li es bombardeado por protones acelerados se forma 8 Be, que sufre fisión y pasa a formar dos partículas alfa, es decir, dos núcleos de helio. Esta empresa, llamada "escisión del átomo", fue en ese momento la primera reacción nuclear totalmente gestionada por el hombre. Fue diseñado y realizado por primera vez por Cockroft y Walton en 1932. [19] [20] Sin duda, algunas reacciones nucleares y transmutación nuclear controladas directamente por humanos ya se habían llevado a cabo en 1917, pero utilizando el bombardeo radioactivo natural. partículas alfa.

En 2013, la Oficina de Responsabilidad del Gobierno dijo que el litio-7 es esencial para el funcionamiento de 65 reactores nucleares estadounidenses de 100; Sin embargo, "someten su capacidad para seguir proporcionando electricidad a algún riesgo". El problema se deriva del deterioro de la infraestructura nuclear estadounidense. Éstos se apagaron la mayoría de sus plantas en 1963, debido a un enorme excedente. El informe dijo que se necesitarían cinco años y entre 10 y 12 millones de dólares para completar el proceso de desmantelamiento de dichas estructuras. [21]

Los reactores utilizan litio para contrarrestar los efectos corrosivos del ácido bórico , que se añade al agua para absorber el exceso de neutrones. [21]

Medicamento

El litio es particularmente útil para el tratamiento del trastorno bipolar del estado de ánimo , especialmente en forma de carbonato de litio o citrato de litio . [22] Al ser capaces de estabilizar el estado de ánimo del sujeto, estos compuestos tienen uso en la prevención de la fase maníaca del trastorno bipolar, para convertirse en el fármaco de elección en el tratamiento del trastorno bipolar tipo I. [22] En cualquier caso El litio también tiene algunos inconvenientes, debido a la toxicidad de las sales según el grado de concentración en sangre. Por lo tanto, deben administrarse bajo estricta prescripción médica especializada. También cree que puede contribuir a la aparición de la anomalía de Ebstein cardíaca en los niños nacidos de mujeres que toman litio durante el primer trimestre del embarazo (las complicaciones adicionales si está tomando litio se prolongan en el tiempo). [23]

Según algunas investigaciones recientes, el litio podría ser eficaz para tratar los dolores de cabeza en racimo . [24]

purificación de aire

El cloruro de litio (LiCl) y el bromuro de litio (LiBr) son higroscópicos y se utilizan como desecantes para los flujos de gas. El hidróxido de litio L '(LiOH, base fuerte) y el peróxido de litio son las sales más utilizadas en espacios reducidos, como a bordo de vehículos y vehículos submarinos, para la eliminación de dióxido de carbono y la purificación del aire. El hidróxido de litio absorbe dióxido de carbono del aire para formar carbonato de litio y se prefiere sobre otros hidróxidos alcalinos por su peso reducido.

El peróxido de litio (Li 2 O 2) en presencia de humedad no solo reacciona con el dióxido de carbono para formar carbonato de litio (Li 2 CO 3), sino que también libera oxígeno. La reacción es la siguiente:

.

Algunos de los compuestos mencionados anteriormente, así como el perclorato de litio , se utilizan en velas de oxígeno que los submarinos suministran oxígeno. Estos también pueden incluir pequeñas cantidades de boro , magnesio , aluminio , silicio , titanio , manganeso y hierro .

Óptica

El fluoruro de litio , cultivado artificialmente como cristal, es claro y transparente, y se utiliza a menudo en aplicaciones para ópticas especializadas (UV al vacío) VUV, IR y UV. Tiene uno de los índices de refracción más bajos y el alcance más lejano en la transmisión ultravioleta profunda de los materiales más comunes. [25] Finamente dividido, el polvo de fluoruro de litio se utilizó para termoluminiscencia del dosímetro (DTL en italiano, inglés y TDL va a dosimetría de radiación termoluminiscente). Cuando una muestra de dicho compuesto se expone a radiación, se acumula en forma de defectos cristalinos que, al calentarse, se resuelven mediante una liberación de luz azulada cuya intensidad es proporcional a la dosis absorbida, permitiendo así cuantificar esta última. [26] El fluoruro de litio se utiliza a veces en lentes focales de telescopios . [7]

La alta no linealidad del niobato de litio lo hace útil en aplicaciones ópticas. Es ampliamente utilizado en productos de telecomunicaciones como teléfonos móviles y moduladores ópticos para estos componentes como cristales resonantes. Por tanto, el litio se utiliza en más del 60% de los teléfonos móviles en circulación. [27]

Química orgánica, química de polímeros

Los compuestos orgánicos de litio se utilizan ampliamente en la producción de polímeros y productos químicos finos. En la industria de los polímeros, que es el consumidor dominante de estos reactivos, los compuestos de alquilos de litio son catalizadores / iniciadores [28] en la polimerización aniónica de alquenos no funcionales . [29] [30] [31] Para la producción de química fina, los compuestos de órgano-litio actúan como bases fuertes y como reactivos para la formación de enlaces carbono-carbono y se preparan a partir de litio metálico y alquilos de haluros. [32]

Muchos otros compuestos de litio se utilizan como reactivos para preparar compuestos orgánicos. Algunos compuestos populares incluyen hidruro de litio y aluminio (LiAlH 4) y el ' N-butillitio (C 4 H 9 Li), comúnmente utilizados como bases extremadamente fuertes llamadas superbasi .

Otros usos

  • Los compuestos de litio se utilizan como tintes pirotécnicos y luego se utilizan para fuegos artificiales . [33]
  • El hidruro de litio L 'se puede utilizar como acumulador de calor en las baterías de fisión espontánea de aplicaciones de corazón artificial.

Disponibilidad

Astronómico

Según la teoría cosmológica moderna, el litio -en forma de sus dos isótopos más estables, litio-6 y litio-7- se encontraba entre los 3 elementos sintetizados en el Big Bang. [34] Aunque la cantidad de litio producida por la nucleosíntesis del Big Bang depende del número de fotones por barión, es posible calcular con una buena aproximación la abundancia de este elemento en el universo. Sorprendentemente, se da cuenta de que existe una especie de "discrepancia cosmológica" sobre el litio: las estrellas más viejas parecen tener menos litio del que deberían tener, mientras que las estrellas más jóvenes tendrán cantidades más altas de lo que se esperaría de ellas. La falta de litio en las estrellas más antiguas aparentemente se debe a la "mezcla continua" de litio en el núcleo estelar, donde el extremo se transforma en otro. [35] Como se señaló, además, las estrellas de nueva generación tienen niveles de litio más altos de lo normal, aunque este exceso se convierte fácilmente en dos átomos de helio debido a la colisión con un protón a temperaturas superiores a 2,4 millones de grados Celsius, temperatura típica de las estrellas estelares. núcleos. Hasta la fecha aún no se han aclarado bien las causas de este aumento anómalo de litio. [36]

A pesar de ser el tercer elemento (junto con el hidrógeno y el helio) que se sintetizó en el Big Bang, el litio, así como el berilio y el boro, es mucho menos abundante que el resto de elementos en posiciones vecinas. Esto se explica por el hecho de que las temperaturas relativamente bajas son suficientes para destruir los átomos de litio y la falta de procesos comunes que puedan reproducirlo. [37]

El litio también se encuentra en algunas enanas marrones y estrellas anaranjadas anormales. Debido a que el litio está presente en las enanas marrones más frías y menos masivas, pero se destruye durante las enanas rojas más calientes, su presencia en los espectros de las estrellas se puede utilizar en la prueba de litio ("prueba de litio") para diferenciar los dos tipos de estrellas, ya que ambas son más pequeñas. que el Sol. [36] [38] [39] las estrellas naranjas a veces tienen una alta concentración de litio (como Centaurus X-4). Este tipo de estrellas a menudo orbitan alrededor de un cuerpo celeste con un campo gravitacional intenso ( estrella de neutrones o agujero negro ) capaz de atraer a la superficie el litio más pesado, lo que permite a los astrónomos observar más y obtener diferentes espectros. [36]

Terrestre

Producción de litio en la mina y reservas (en toneladas) [40]
País Producción Reservas
Australia Australia 45 000 6400000
Chile Chile 19300 9600000
porcelana porcelana 10800 5100000
Argentina Argentina 6 300 19300000
Brasil Brasil 2 400 470 000
Zimbabue Zimbabue 1200 500 000
Portugal Portugal 900 270 000
Canadá Canadá 200 2900000
Estados Unidos Estados Unidos ? 7 900 000
Bolivia Bolivia ? 21.000.000
RD del Congo RD del Congo ? 3 000 000
Alemania Alemania ? 2700000
México México ? 1700000
En el mundo 86000 86000000

El litio es el vigésimo quinto elemento más abundante en la corteza terrestre , con una concentración de 20 mg por kg de corteza. [41] Aunque este elemento está ampliamente disponible, no se encuentra en la naturaleza al estado metal : debido a su reactividad, de hecho, siempre está ligado a otros elementos o compuestos. [42] Está presente en una pequeña parte en casi todas las rocas ígneas (especialmente granito ) y también en muchas salmueras naturales .

Il contenuto totale di litio nell'acqua di mare è molto grande ed è stimato intorno ai 230 miliardi di tonnellate, con una concentrazione relativamente costante di 0,14-0,25 ppm . [43] [44] Le concentrazioni più alte si avvicinano 7 ppm e si trovano nei pressi di sorgenti idrotermali. [44] [45]

I minerali più ricchi di litio sono spodumene e petalite , le fonti più valide dal punto vista commerciale e la cui lavorazione è cominciata a seguito della Seconda guerra mondiale . Un altro minerale significativo di litio è la lepidolite , [46] mentre più recentemente l'argilla hectorite [47] e l' ambligonite sono state riconosciute come risorse di litio altrettanto importanti.

La maggior parte delle riserve disponibili di litio e commercialmente sfruttabili si trova in Bolivia nella zona di Salar de Uyuni, con i suoi 5,4 milioni di tonnellate di litio. Lo US Geological Survey ha stimato, nel 2010, che il Cile ha riserve di gran lunga più elevate (circa 7,5 milioni di tonnellate) con una produzione annuale di circa 8 800 tonnellate. [48] Altri fornitori principali a livello mondiale sono l' Australia , l' Argentina e la Cina . [40] [49]

Biologico

Il litio si trova in tracce in numerose piante , plancton ed invertebrati , a concentrazioni da 69 a 5 760 ppb . Nei vertebrati la concentrazione è leggermente inferiore e quasi tutti i vertebrati hanno una concentrazione di litio tra le 21 e le 763 ppb nei tessuti e nei liquidi corporei. Gli organismi marini tendono al bioaccumulo di litio più di quelli terrestri. [50] Non è noto se il litio abbia un ruolo fisiologico in uno qualsiasi di questi organismi, [44] ma studi nutrizionali nei mammiferi hanno indicato la sua importanza per la salute, che porta a suggerire che debba essere classificato come un elemento essenziale di una RDA di 1 mg / giorno . [51] Studi condotti in Giappone , riportati nel 2011, hanno suggerito che il litio naturalmente presente in acque potabili può aumentare la durata della vita umana. [52]

Precauzioni

Simboli di rischio chimico
facilmente infiammabile corrosivo
pericolo
frasi H 260 - 314 - EUH014 [53]
frasi R R 14/15-34
consigli P 223 - 231+232 - 280 - 305+351+338 - 370+378 - 422 [54] [55]
frasi S S 1/2-8-43-45

Le sostanze chimiche
vanno manipolate con cautela
Avvertenze

Come gli altri metalli alcalini, il litio nella sua forma pura è altamente infiammabile e leggermente esplosivo se esposto all'aria e soprattutto all'acqua, con la quale reagisce in maniera violenta (produzione di idrogeno ).

Questo metallo è anche corrosivo e deve essere maneggiato evitando il contatto con la pelle.

Per quanto riguarda lo stoccaggio, deve essere conservato immerso in idrocarburi liquidi, come la nafta .

Il litio è considerato leggermente tossico; lo ione litio è coinvolto negli equilibri elettrochimici delle cellule del sistema nervoso e viene spesso prescritto come farmaco nelle terapie per il trattamento di sindromi maniaco-depressive. L' intossicazione da sali di litio, più grave e frequente nei pazienti con compromissione della funzione renale , si tratta efficacemente con infusione di cloruro di sodio , urea ed acetazolamide o, in alternativa, con l' emodialisi .

Note

  1. ^ ( EN ) Mark J. Winter, Chemical Bonding , Oxford University Press, 1994, ISBN 0-19-855694-2 .
  2. ^ a b USGS, Lithium ( PDF ), 2011. URL consultato il 3 novembre 2012 .
  3. ^ ( EN ) Worldwide demand by sector ( PDF ), su fmclithium.com . URL consultato il 26 gennaio 2015 (archiviato dall' url originale il 7 settembre 2014) .
  4. ^ ( EN ) Jim Clark, Some Compounds of the Group 1 Elements , su chemguide.co.uk , 2005. URL consultato l'8 agosto 2013 .
  5. ^ Disposable Batteries - Choosing between Alkaline and Lithium Disposable Batteries , su batteryreview.org . URL consultato il 10 ottobre 2013 .
  6. ^ Battery Anodes > Batteries & Fuel Cells > Research > The Energy Materials Center at Cornell , su emc2.cornell.edu . URL consultato il 10 ottobre 2013 .
  7. ^ a b William M. Sinton, Infrared Spectroscopy of Planets and Stars , in Applied Optics , vol. 1, n. 2, 1962, p. 105, Bibcode : 1962ApOpt...1..105S , DOI : 10.1364/AO.1.000105 .
  8. ^ Totten, George E.; Westbrook, Steven R. and Shah, Rajesh J., Fuels and lubricants handbook: technology, properties, performance, and testing, Volume 1 , ASTM International, 2003, p. 559, ISBN 0-8031-2096-6 .
  9. ^ Rand, Salvatore J., Significance of tests for petroleum products , ASTM International, 2003, pp. 150–152, ISBN 0-8031-2097-4 .
  10. ^ Davis, Joseph R. ASM International. Handbook Committee, Aluminum and aluminum alloys , ASM International, 1993, pp. 121–, ISBN 978-0-87170-496-2 . URL consultato il 16 maggio 2011 .
  11. ^ ( EN ) LiAl-hydride ( PDF ), su media.armadilloaerospace.com . URL consultato il 26 gennaio 2015 (archiviato dall' url originale il 28 giugno 2003) .
  12. ^ Hughes, TG; Smith, RB and Kiely, DH, Stored Chemical Energy Propulsion System for Underwater Applications , in Journal of Energy , vol. 7, n. 2, 1983, pp. 128–133, DOI : 10.2514/3.62644 .
  13. ^ John Emsley,Nature's Building Blocks , 2011.
  14. ^ Makhijani, Arjun and Yih, Katherine, Nuclear Wastelands: A Global Guide to Nuclear Weapons Production and Its Health and Environmental Effects , MIT Press, 2000, pp. 59–60, ISBN 0-262-63204-7 .
  15. ^ National Research Council (US). Committee on Separations Technology and Transmutation Systems, Nuclear wastes: technologies for separations and transmutation , National Academies Press, 1996, p. 278, ISBN 0-309-05226-2 .
  16. ^ C. Nardi, L. Petrizzi, G. Piazza, A breeding blanket in ITER-FEAT, Fusion Engineering and Design 69, (2003)
  17. ^ Barnaby, Frank, How nuclear weapons spread: nuclear-weapon proliferation in the 1990s , Routledge, 1993, p. 39, ISBN 0-415-07674-9 .
  18. ^ C Baesjr, The chemistry and thermodynamics of molten salt reactor fuels , in Journal of Nuclear Materials , vol. 51, 1974, p. 149, Bibcode : 1974JNuM...51..149B , DOI : 10.1016/0022-3115(74)90124-X .
  19. ^ Agarwal, Arun, Nobel Prize Winners in Physics , APH Publishing, 2008, p. 139, ISBN 81-7648-743-0 .
  20. ^ ( EN ) "Splitting the Atom": Cockcroft and Walton, 1932: 9. Rays or Particles? , su www-outreach.phy.cam.ac.uk , Department of Physics, University of Cambridge. URL consultato il 26 gennaio 2015 (archiviato dall' url originale il 2 settembre 2012) .
  21. ^ a b MATTHEW L. WALD, Report Says a Shortage of Nuclear Ingredient Looms , New York Times, 8 ottobre 2013.
  22. ^ a b Sam Kean,The Disappearing Spoon , 2011.
  23. ^ Yacobi S, Ornoy A, Is lithium a real teratogen? What can we conclude from the prospective versus retrospective studies? A review , in Isr J Psychiatry Relat Sci , vol. 45, n. 2, 2008, pp. 95–106, PMID 18982835 .
  24. ^ J Lieb e Zeff, Lithium treatment of chronic cluster headaches. , in The British Journal of Psychiatry , n. 133, 1978, pp. 556–558, DOI : 10.1192/bjp.133.6.556 . URL consultato il 24 febbraio 2014 .
  25. ^ Hobbs, Philip CD, Building Electro-Optical Systems: Making It All Work , John Wiley and Sons, 2009, p. 149, ISBN 0-470-40229-6 .
  26. ^ Point Defects in Lithium Fluoride Films Induced by Gamma Irradiation , in Proceedings of the 7th International Conference on Advanced Technology & Particle Physics: (ICATPP-7): Villa Olmo, Como, Italy , vol. 2001, World Scientific, 2002, p. 819, ISBN 981-238-180-5 .
  27. ^ You've got the power: the evolution of batteries and the future of fuel cells ( PDF ), su nl.computers.toshiba-europe.com , Toshiba. URL consultato il 17 maggio 2009 (archiviato dall' url originale il 17 luglio 2011) .
  28. ^ Organometallics , su IHS Chemicals , febbraio 2012.
  29. ^ Yurkovetskii, AV, VL Kofman e KL Makovetskii, Polymerization of 1,2-dimethylenecyclobutane by organolithium initiators , in Russian Chemical Bulletin , vol. 37, n. 9, 2005, pp. 1782–1784, DOI : 10.1007/BF00962487 .
  30. ^ Quirk, Roderic P. e Pao Luo Cheng, Functionalization of polymeric organolithium compounds. Amination of poly(styryl)lithium , in Macromolecules , vol. 19, n. 5, 1986, p. 1291, Bibcode : 1986MaMol..19.1291Q , DOI : 10.1021/ma00159a001 .
  31. ^ Stone, FGA; West, Robert, Advances in organometallic chemistry , Academic Press, 1980, p. 55, ISBN 0-12-031118-6 .
  32. ^ Bansal, Raj K., Synthetic approaches in organic chemistry , 1996, p. 192, ISBN 0-7637-0665-5 .
  33. ^ ( EN ) Egon Wiberg, Nils Wiberg e Holleman Arnold Frederick, Inorganic chemistry , Academic Press, 2001, p. 1089, ISBN 0-12-352651-5 .
  34. ^ AM Boesgaard e G. Steigman, Big bang nucleosynthesis – Theories and observations , in Annual review of astronomy and astrophysics. Volume 23 (A86-14507 04–90). Palo Alto , vol. 23, 1985, p. 319, Bibcode : 1985ARA&A..23..319B , DOI : 10.1146/annurev.aa.23.090185.001535 .
  35. ^ Cain, Fraser, Why Old Stars Seem to Lack Lithium , 16 agosto 2006.
  36. ^ a b c John Emsley, Nature's Building Blocks , Oxford, Oxford University Press, 2001, ISBN 0-19-850341-5 .
  37. ^ Element Abundances ( PDF ), su astro.wesleyan.edu . URL consultato il 17 novembre 2009 (archiviato dall' url originale il 1º settembre 2006) .
  38. ^ Fraser Cain, Brown Dwarf , su universetoday.com , Universe Today. URL consultato il dicembre 2020 (archiviato dall' url originale il 25 febbraio 2011) .
  39. ^ Neill Reid, L Dwarf Classification , su www-int.stsci.edu , 10 marzo 2002. URL consultato il dicembre 2020 (archiviato dall' url originale il 21 maggio 2013) .
  40. ^ a b ( EN ) Commodity summaries ( PDF ), su pubs.usgs.gov , US Geological Survey , 2019.
  41. ^ ( EN ) SR Taylor e SM McLennan, The continental crust: Its composition and evolution , Oxford, Blackwell Sci. Publ., 1985, p. 330.
  42. ^ Robert E. Krebs, The History and Use of Our Earth's Chemical Elements: A Reference Guide , Westport, Conn., Greenwood Press, 2006, ISBN 0-313-33438-2 .
  43. ^ Lithium Occurrence , su ioes.saga-u.ac.jp , Institute of Ocean Energy, Saga University, Japan. URL consultato il 13 marzo 2009 (archiviato dall' url originale il 2 maggio 2009) .
  44. ^ a b c Some Facts about Lithium , su enclabs.com , ENC Labs. URL consultato il 15 ottobre 2010 .
  45. ^ Extraction of metals from sea water , su springerlink.com , Springer Berlin Heidelberg, 1984. URL consultato il 3 marzo 2015 (archiviato dall' url originale il 7 aprile 2020) .
  46. ^ Atkins, Peter, Shriver & Atkins' Inorganic Chemistry , 5ª ed., New York, WH Freeman and Company, 2010, p. 296, ISBN 0-19-923617-8 .
  47. ^ Moores, S., Between a rock and a salt lake , in Industrial Minerals , vol. 477, giugno 2007, p. 58.
  48. ^ ( EN ) GM Clarke e PW Harben, Lithium Availability Wall Map , 2009. Riferito a ( EN ) International Lithium Alliance , su lithiumalliance.org . URL consultato il 3 marzo 2015 (archiviato dall' url originale il 20 ottobre 2012) .
  49. ^ The Trouble with Lithium 2 ( PDF ), su Meridian International Research , 2008. URL consultato il 29 settembre 2010 .
  50. ^ C Chassard-Bouchaud, P Galle, F Escaig e M Miyawaki, Bioaccumulation of lithium by marine organisms in European, American, and Asian coastal zones: microanalytic study using secondary ion emission , in Comptes rendus de l'Academie des sciences. Serie III, Sciences de la vie , vol. 299, n. 18, 1984, pp. 719–24, PMID 6440674 .
  51. ^ GN Schrauzer, Lithium: Occurrence, dietary intakes, nutritional essentiality , in Journal of the American College of Nutrition , vol. 21, n. 1, 2002, pp. 14–21, DOI : 10.1080/07315724.2002.10719188 , PMID 11838882 .
  52. ^ Kim Zarse, Takeshi Terao, Jing Tian, Noboru Iwata, Nobuyoshi Ishii e Michael Ristow,Low-dose lithium uptake promotes longevity in humans and metazoans , in European Journal of Nutrition , vol. 50, n. 5, 2011, pp. 387–9, DOI : 10.1007/s00394-011-0171-x , PMC 3151375 , PMID 21301855 .
  53. ^ scheda del litio su IFA-GESTIS , su gestis-en.itrust.de . URL consultato il 28 aprile 2021 (archiviato dall' url originale il 16 ottobre 2019) .
  54. ^ In caso di incendio estinguere con sabbia asciutta o estintori a schiuma. Conservare sotto gas inerte.
  55. ^ Sigma Aldrich; rev. del 9 febbraio 2011

Bibliografia

Voci correlate

Altri progetti

Collegamenti esterni


Controllo di autorità Thesaurus BNCF 25271 · LCCN ( EN ) sh85077577 · GND ( DE ) 4036037-4 · BNF ( FR ) cb119338639 (data) · BNE ( ES ) XX531331 (data) · NDL ( EN , JA ) 00569575