Litiu

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Litiu
 

3		Acolo
 
        
        
                  
                  
                                
                                
  

heliu ← → litiu beriliu

Aspect
Aspectul elementului
Linia spectrală
Linia spectrală a elementului
Generalitate
Numele, simbolul, numărul atomic litiu, Li, 3
Serie Metale alcaline
Group , perioada , bloc 1 (IA) , 2 , s
Densitate 535 kg / m³
Duritate 0,6
Configurare electronică
Configurare electronică
Termen spectroscopic 2 S 1/2
Proprietăți atomice
Greutate atomica 6.941
Raza atomică (calc.) 145 pm
Raza covalentă 134 pm
Raza Van der Waals Ora 182
Configurare electronică [ El ] 2s 1
și - de nivelul de energie 2, 1
Stări de oxidare 1 ( bază puternică )
Structură cristalină corp centrat cubic
Proprietăți fizice
Stare a materiei solid (nemagnetic)
Punct de fuziune 453,69 K (180,54 ° C )
Punct de fierbere 1 615 K (1 342 ° C)
Punct critic 2949,85 ° C a 67 MPa
Entalpia vaporizării 145,92 kJ / mol
Căldura de fuziune 3 kJ / mol
Presiunea de vapori 1,63 × 10 -8 Pa la 453,7 K
Viteza sunetului 6000 m / s la 293,15 K
Alte proprietăți
numar CAS 7439-93-2
Electronegativitate 0,98 ( scară Pauling )
Căldura specifică 3582 J / (kg K)
Conductibilitate electrică 10,8 × 10 6 / m · Ω
Conductivitate termică 84,7 W / (m K)
Energia primei ionizări 520,23 kJ / mol
A doua energie de ionizare 7 298,22 kJ / mol
A treia energie de ionizare 11 815,13 kJ / mol
Izotopi mai stabili
Pentru informații suplimentare, consultați izotopii vocali ai litiului .
iso N / A TD DM DE DP
6 Li 7,5% Este stabil cu 3 neutroni
7 Li 92,5% Este stabil cu 4 neutroni
8 Li sintetic 836 ms β - , β - + 2α 16.004 8 Fii
iso: izotop
NA: abundență în natură
TD: timp de înjumătățire
DM: modul de descompunere
DE: energia de descompunere în MeV
DP: produs de descompunere
Baterie cu litiu

Litiul (din grecescul λίθος lithos, „piatră”) este „ elementul chimic al tabelului periodic al elementelor indicate cu simbolul Li și numărul atomic 3. Aparține primului grup ( metalele alcaline ). Litiul, în forma sa pură, este o culoare metalică moale argintie , care se oxidează rapid la contactul cu „ aerul sau apa ”. Este cel mai ușor dintre elementele solide și este utilizat în principal în conductoare de căldură din aliaje , în baterii și ca componentă în unele medicamente.

Caracteristici

Înțelept la flacăra unei probe de litiu.

Litiul este cel mai ușor dintre metale , cu o densitate ( 0,535 g / cm³ ) egală cu aproximativ jumătate din cea a „ apei ”. La fel ca toate metalele alcaline , litiul reacționează ușor cu apa din natură și nu se găsește în stare metalică, datorită reactivității sale remarcabile. Cu toate acestea, este mai puțin reactiv decât sodiul , în ciuda similitudinii chimice, iar relația diagonală cu magneziul împarte multe proprietăți cu cel din urmă element. Dacă este încălzit, produce o flacără roșie colorată, dar când arde puternic, flacăra devine alb strălucitor. Este un element univalent .

Dilitiu

Dilițiul Li 2 este o moleculă diatomică formată din doi atomi de litiu uniți printr-o legătură covalentă . Dilitiul este cunoscut sub formă gazoasă , are un ordin de legătură de 1, cu o separare între cele două nuclee de aproximativ 267.3 pm și o energie de legare a 101 kJ / mol . [1] Litiul poate forma, de asemenea, clusterul molecular, cum ar fi în cele 6 molecule Li.

Izotopi

Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: izotopii litiului .

În natură, litiul este prezent sub forma a doi izotopi stabili 6 Li și 7 Li, cu aceștia din urmă, care au constituit 92,5% din total. S-au obținut radioizotopi , dintre care cel mai stabil fiind 8 Li cu un timp de înjumătățire de 838 ms și 9 Li cu 178,3 ms. Radioizotopii rămași au timpi de înjumătățire mai mici de 8,5 ms sau necunoscuți.

7 Li este unul dintre elementele primordiale (produse în nucleosinteza Big Bang-ului ). Izotopii de litiu sunt fracționați în timpul unei game largi de procese naturale, care includ: formarea mineralelor (precipitații chimice), metabolismul, schimbul de ioni. În plus, ionii de litiu înlocuiesc magneziul și fierul din siturile octaedrice din mineralele argiloase, unde 6 Li și 7 Li duc la o ușoară îmbogățire a izotopului în procesele de hiperfiltrare și alterare a rocilor.

O cantitate mică de 6 Li și 7 Li este produsă în stele , dar este de așteptat să fie consumată / arsă la fel de repede pe măsură ce se formează. O altă cantitate mică de litiu este Li 6, care 7 Li poate fi generat de vântul solar , de razele cosmice care lovesc atomii mai grei și de la decăderea 7 Be și 10 Be.

Istorie și producție

Johan August Arfwedson

In anul 1800, într - o mină de pe insula Uto din Suedia , a fost descoperit de chimistul și brazilian stat José Bonifácio de Andrada e Silva, un mineral numit petalite (LiAlSi 4 O 10). Inițial nu se știa că acest mineral conține litiu. În 1817, Johan August Arfwedson , în timp ce lucra în laboratorul chimistului Jöns Jakob Berzelius , analizând cu atenție o probă din acest mineral a detectat prezența unui nou element care formează compuși similari cu cei ai sodiului și potasiului, deși carbonatul și hidroxidul acestuia erau mai puțini. solubil în apă și mai alcalin. Berzelius i-a dat numele acelui obiect Lithion, din cuvântul grecesc λιθoς (transliterat ca lithos, care înseamnă „piatră”), pentru a evidenția faptul că fusese descoperit într-un mineral diferit de potasiu , care fusese descoperit în cenușa vegetală și sodiu , care era cunoscută prin abundența sa în sânge animal.

După Arfwedson a demonstrat că același element era prezent în mineralele spodumen și lepidolit . În 1818, Christian Gmelin a fost primul care a observat că sărurile de litiu dau un foc roșu aprins ( testul flăcării ). Cu toate acestea, atât Arfwedson, cât și Gmelin au încercat mult timp și în zadar să izoleze elementul pur de sărurile sale. În 1821, William Thomas Brande a izolat electroliza oxidului de litiu al litiului, proces care fusese folosit anterior de chimistul Sir Humphrey Davy pentru a izola metalele alcaline potasiu și sodiu. Brande a descris, de asemenea, unele săruri de litiu pur, cum ar fi clorura și, estimând că litia (oxid de litiu) conține aproximativ 55% metal, a estimat greutatea atomică a litiului în jur de 9,8 (valoarea recunoscută este ~ 6,94). În 1855, cantități mari de litiu au fost produse prin electroliza clorurii de litiu de către Robert Bunsen și Augustus Matthiessen . Descoperirea acestei proceduri a condus inevitabil la producția comercială de litiu, începând din 1923, de către compania germană Metallgesellschaft AG , care a efectuat „ electroliza unui amestec lichid de clorură de litiu și clorură de potasiu pentru a izola elementul în stare pură.

Producția și utilizarea litiului au suferit mai multe schimbări drastice de-a lungul timpului. Prima aplicație majoră a litiului a fost producerea de lubrifianți și săpunuri pentru motoare de avioane sau altele asemenea în cel de- al doilea război mondial și după aceea. Această utilizare s-a datorat faptului că săpunurile cu litiu au un punct de topire mai mare decât alte săpunuri alcaline și sunt mai puțin corozive decât săpunurile pe bază de calciu. Piața modestă a săpunurilor de litiu și a grăsimilor lubrifiante bazate pe acestea a fost susținută de minele mici împrăștiate în mare parte în Statele Unite.

Cererea crescută de litiu în mod dramatic în timpul Războiului Rece , odată cu producția de arme de fuziune nucleară . Atât litiu-6 este tritiul produs de litiu-7 când au fost bombardate cu neutroni și, prin urmare, sunt utile pentru producerea de tritiu în sine, precum și o formă de combustibil solid utilizat în bombele de hidrogen sub formă de deuteridă de litiu . Statele Unite au devenit primul producător de litiu din lume în perioada cuprinsă între sfârșitul anilor cincizeci și mijlocul optzeci de ani . În cele din urmă, stocurile de litiu au fost în jur 42 000 t de hidroxid de litiu. Litiul a fost acumulat epuizat în litiu-6 cu 75%, ceea ce a fost suficient pentru a influența greutatea atomică măsurată a litiului în multe substanțe chimice standard, precum și greutatea atomică a litiului în unele „surse naturale” de ioni de litiu. contaminate "în săruri de litiu, cu un raport de izotop modificat, descărcate din instalațiile de separare a izotopilor care ajunseseră în apele subterane.

Mina de litiu din Clayton Valley ( Nevada ).

Litiul a fost folosit pentru a reduce temperatura de topire a sticlei și pentru a îmbunătăți comportamentul de topire a oxidului de aluminiu atunci când se utilizează procesul Hall-Héroult . Aceste două utilizări au dominat piața până la mijlocul nouăzeci de ani . După încheierea cursei înarmării, cererea de litiu a scăzut, iar vânzarea de acțiuni pe piață de către Departamentul Energiei al SUA a înregistrat o reducere la jumătate a prețurilor. Dar la mijlocul anilor 1990, mai multe companii au început să extragă litiul din soluții, o metodă care s-a dovedit mai ieftină și mai rapidă decât minele subterane sau chiar în aer liber. Majoritatea minelor au fost închise sau au mutat accentul pe extragerea altor materiale. De exemplu, principalele mine americane de lângă Kings Mountain , Carolina de Nord , au fost închise înainte de sfârșitul secolului al XX-lea.

Utilizarea bateriilor litiu-ion a crescut cererea de litiu și a devenit utilizarea dominantă din 2007. Odată cu creșterea cererii de litiu în baterii în 2000, noile companii și-au extins eforturile de extracție a sării pentru a satisface cererea internațională în creștere.

Litiul este produs prin electroliza unui amestec de fusuri de clorură de litiu și clorură de potasiu (punctele de topire respective sunt 600 ° C și aproximativ 350 ° C). Pentru a profita de acest proces în celule de oțel acoperite cu material refractar (adică, rezistent la temperaturi ridicate), cu un anod în grafit - unde dezvoltă clorul - și un catod din oțel, unde acumulează litiul topit.

Costul acestui metal în 1997 a fost de aproximativ 136 $ / kg .

Aplicații

     Ceramică și sticlă (29%)

     Baterii (27%)

     Grăsimi lubrifiante (12%)

     Turnare cu litiu (5%)

     Purificarea aerului (4%)

     Polimeri (3%)

     Producția de aluminiu (2%)

     Medicamente (2%)

     Alte utilizări (16%)

[2]

Ceramică și sticlă

Oxidul de litiu (Li 2 O) este un flux utilizat pe scară largă pentru tratamentul siliceului , capabil să reducă punctul de topire și vâscozitatea materialului și să aducă emailurile cu proprietăți fizice îmbunătățite, cum ar fi coeficienți de expansiune termică scăzute. [3] Oxizii de litiu sunt o componentă a veselei. În întreaga lume, aceasta este cea mai extinsă utilizare a compușilor cu litiu, [2] deoarece carbonatul de litiu (Li 2 CO 3) este utilizat în general în această aplicație: încălzirea este transformată în oxid. [4]

Electronică

În ultimii ani ai secolului al XX-lea, datorită electrodului său cu potențial ridicat, litiul a devenit o componentă importantă a „ electrolitului și unul dintre electrozii din baterii. Datorită masei sale atomice reduse, are o încărcare ridicată și un raport mare putere-greutate. O baterie tipic litiu-ion este capabilă să genereze aproximativ 3 V pe celulă, comparativ cu 2,1 V din bateria plumb-acid sau 1,5 V pentru celulele zinc-carbon . Bateriile litiu-ion, reîncărcabile și cu o densitate mare de energie, nu trebuie confundate cu bateriile cu litiu, care sunt de unică folosință (celule primare) cu litiu sau compușii săi ca anod. [5] [6] Alte baterii reîncărcabile care utilizează baterie litiu includ bateria litiu-ion polimer, bateria la fosfatul de litiu-fier și bateria la nanofire.

Datorită căldurii sale specifice (cea mai mare dintre solide), litiul este utilizat în aplicații pentru transferul de căldură. Datorită potențialului său electrochimic ridicat, litiul este, de asemenea, un important material anodic al bateriilor litiu-ion în care apare în general sub formă de sare, cum ar fi carbonatul de litiu (Li 2 CO 3 ) și percloratul de litiu (LiClO 4 ).

Niobatul de litiu este un cristal piezoelectric folosit din anii 80 pentru filtrele de unde acustice de suprafață (SAW) cu o piață excelentă pentru cele cu frecvență medie a televizoarelor analogice.

Unsori lubrifiante

Acestea se referă la a treia cea mai mare utilizare a litiului pe scară largă. Hidroxidul de litiu (LiOH) este o bază puternică și încălzit împreună cu o grăsime, produce un săpun de stearat de litiu . Acest săpun este folosit ca agent de îngroșare pentru uleiuri și ca lubrifiant generic la temperaturi ridicate. [7] [8] [9]

Metalurgie

Atunci când este utilizat ca flux pentru lipire sau lipire , litiul metalic promovează fuziunea metalelor în timpul procesului și elimină formarea de oxizi prin absorbția impurităților. Este, de asemenea, important pentru calitatea sa de topire ca flux pentru producția de ceramică , glazuri și sticlă . Aliajele metalice cu aluminiu , cadmiu , cupru și mangan sunt utilizate ca componente ale aeronavelor de înaltă performanță (vezi și aliajele litiu-aluminiu ). [10]

Aplicații militare

În domeniul războiului

Litiul metalic și hidrurile sale complexe, cum ar fi LiAlH 4, sunt utilizate ca aditivi de mare energie pentru propulsori pentru rachete. Hidrura de aluminiu-litiu poate fi, de asemenea, utilizată singură ca combustibil solid. [11]

Sistemul de propulsie stocată cu energie chimică Torpedo Mark 50 (SCEPS) folosește un mic rezervor de gaz hexafluorură de sulf, care este pulverizat pe un bloc de litiu solid. Reacția generează căldură, care la rândul său este utilizată pentru a genera abur. Aburul propulsează torpila într-un ciclu Rankine închis. [12]

L ' hidrură de litiu care conține litiu-6 este utilizată în bombele cu hidrogen. În bombă este plasată în jurul centrului (nucleului) unei bombe nucleare. [13]

Nuclear

Deuterid de litiu utilizat în bomba de testare Castle Bravo.

Litiul-6 este evaluat ca material de bază pentru producția de tritiu și ca absorbant de neutroni în timpul unui proces de fuziune nucleară. Litiul natural conține aproximativ 7,5% litiu-6 din care cantități mari au fost produse prin separarea izotopilor pentru utilizarea armelor nucleare. [14] Izotopul litiu-7 a câștigat interes pentru utilizarea în agentul de răcire a reactoarelor nucleare. [15] O utilizare pentru producția de tritiu în viitor ar putea avea în planta experimentală DEMO . [16]

Deuterida de litiu a fost combustibilul de fuziune ales în primele versiuni ale bombei cu hidrogen . Când sunt bombardați de neutroni, atât 6 Li, cât și 7 Li produc tritiu (această reacție, nu a fost complet clar când au fost testate bombele cu hidrogen, el a fost responsabil pentru randamentul testelor nucleare de instabilitate Castle Bravo ). Tritiul fuzionează cu deuteriul într-o reacție de fuziune care este relativ ușor de realizat. Chiar dacă detaliile rămân secrete, deuterida de litiu-6 joacă în mod evident un rol decisiv în armele nucleare moderne, în special ca material de fuziune. [17]

Fluorul de litiu (LiF), atunci când este foarte îmbogățit cu izotopul litiu-7, constituie elementul constitutiv de bază al amestecului de sare fluorură LiF-BeF 2 utilizat în reactoarele nucleare la fluor lichid. Fluorul de litiu este extrem de stabil și amestecurile de LiF-BeF 2 au un punct de topire scăzut. În plus, 7 Li, Be și F sunt printre puținii nuclizi care nu pot polua reacțiile de fisiune dintr-un reactor de fisiune nucleară. [18]

În instalațiile de fuziune nucleară aflate în proiectare și / sau în construcție, litiul va fi utilizat pentru a produce tritiu în reactoare confinate magnetic cu deuteriu și tritiu ca combustibil. Tritiul este extrem de rar în natură și trebuie produs sintetic înconjurând plasma reactivului cu o „pătură” care conține litiu, unde neutronii, proveniți din reacția deuteriu-tritiu din plasmă, fisionează litiul pentru a produce mai mult tritiu:

6 Li + n → 4 He + 3 T
7 Li + n → 4 He + 3 T + n

Litiu este, de asemenea, utilizat ca sursă de particule alfa , adică nuclee de 4 He . Când 7 Li este bombardat de protoni accelerați se formează 8 Be, care suferă fisiune și se formează două particule alfa, adică două nuclee de heliu. Această ispravă, numită „divizarea atomului”, a fost prima reacție nucleară complet gestionată în acel moment. A fost conceput și condus pentru prima dată de Cockroft și Walton în 1932. [19] [20] Cu siguranță, unele reacții nucleare și transmutația nucleară controlate direct de oameni au fost deja efectuate în 1917, dar folosind bombardarea radioactivelor naturale cu particule alfa.

În 2013, Biroul de Responsabilitate al Guvernului a declarat că litiul-7 este esențial pentru funcționarea a 65 de reactoare nucleare americane de 100; cu toate acestea „supune capacitatea lor de a continua furnizarea de energie electrică la un anumit risc”. Problema provine din decăderea infrastructurii nucleare americane. Acestea au ieșit din majoritatea plantelor sale în 1963, din cauza unui surplus uriaș . Raportul a spus că vor dura cinci ani și între 10 și 12 milioane de dolari pentru a finaliza procesul de dezafectare a acestor structuri. [21]

Reactoarele folosesc litiu pentru a contracara efectele corozive ale acidului boric , care este adăugat în apă pentru a absorbi excesul de neutroni. [21]

Medicament

Litiul este deosebit de util pentru tratamentul tulburării bipolare a dispoziției , în special sub formă de carbonat de litiu sau citrat de litiu . [22] Fiind capabili să stabilizeze starea de spirit a subiectului, acești compuși au utilizare în prevenirea fazei maniacale a tulburării, astfel încât să devină medicamentul de alegere în tratamentul tulburării bipolare de tip I. [22] În orice caz, litiul are și contraindicații, datorită toxicității sărurilor pe baza gradului de concentrație din sânge. Prin urmare, acestea trebuie administrate sub prescripție medicală atentă de specialitate. De asemenea, consideră că poate contribui la apariția anomaliei inimii Ebstein la copiii născuți de femei care iau litiu în primul trimestru de sarcină (complicații suplimentare dacă luați litiu se prelungesc în timp). [23]

Conform unor cercetări recente, litiul ar putea fi eficient în tratarea durerilor de cap în cluster . [24]

Purificarea aerului

Clorura de litiu (LiCl) și bromura de litiu (LiBr) sunt higroscopice și sunt folosite ca desecanți pentru fluxurile de gaze. Hidroxidul de litiu (LiOH, bază puternică) și peroxidul de litiu sunt sărurile cele mai utilizate în spații închise, cum ar fi la bordul vehiculului și vehiculele subacvatice, pentru îndepărtarea dioxidului de carbon și purificarea aerului. Hidroxidul de litiu absoarbe dioxidul de carbon din aer pentru a forma carbonat de litiu și este preferat față de alți hidroxizi alcalini pentru greutatea redusă.

Peroxidul de litiu (Li 2 O 2) în prezența umidității nu numai că reacționează cu dioxidul de carbon pentru a forma carbonat de litiu (Li 2 CO 3), dar eliberează și oxigen. Reacția este următoarea:

.

Unii dintre compușii menționați mai sus, precum și percloratul de litiu , sunt utilizați în lumânările de oxigen pe care submarinele le furnizează oxigen. Acestea pot include, de asemenea, cantități mici de bor , magneziu , aluminiu , siliciu , titan , mangan și fier .

Optică

Fluorul de litiu , crescut artificial sub formă de cristal, este clar și transparent și este adesea folosit în aplicații pentru VUV optice specializate (vid UV) IR și UV. Are unul dintre cei mai mici indici de refracție și domeniul de aplicare al celor mai îndepărtați în transmisia UV profundă a celor mai comune materiale. [25] Fin divizată, pulberea de fluorură de litiu a fost utilizată pentru termoluminiscența dozimetrică (DTL în italiană, engleză și TDL va merge la dozimetria radiației termoluminescente). Atunci când un eșantion din acest compus este expus la radiații, acesta se acumulează sub formă de defecte de cristal care, atunci când sunt încălzite, sunt rezolvate printr-o eliberare de lumină albăstruie a cărei intensitate este proporțională cu doza absorbită, permițând astfel cuantificarea acesteia din urmă. [26] Fluorul de litiu este uneori utilizat în lentilele focale ale telescoapelor . [7]

Neliniaritatea ridicată a niobatului de litiu îl face util în aplicații optice. Este utilizat pe scară largă în produsele de telecomunicații, cum ar fi telefoanele mobile și modulatoarele optice, pentru componente precum cristalele de rezonanță. Prin urmare, litiul este utilizat în peste 60% din telefoanele mobile aflate în circulație. [27]

Chimia organică și chimia polimerilor

Compușii organ-litiu sunt folosiți pe scară largă în producția de polimeri și substanțe chimice fine. În industria polimerilor, care este consumatorul dominant al acestor reactivi, compușii cu litiu alchil sunt catalizatori / inițiatori [28] în polimerizarea anionică a alchenelor nefuncționale . [29] [30] [31] Pentru producerea de produse chimice rafinate, compușii organo-litiu funcționează ca baze puternice și ca reactivi pentru legarea carbon-carbon și sunt preparați din litiu metalic și halogenuri alchili. [32]

Mulți alți compuși de litiu sunt folosiți ca reactivi pentru a prepara compuși organici. Unii compuși populari includ hidrură de litiu aluminiu (LiAlH 4) și „ N-butilitiu (C 4 H 9 Li), utilizat în mod obișnuit ca baze extrem de puternice numite superbasi .

Alte utilizări

  • Compușii cu litiu sunt folosiți ca coloranți pirotehnici și apoi folosiți pentru artificii . [33]
  • Hidrura de litiu poate fi utilizată ca acumulator de căldură în bateriile de fisiune spontană ale aplicațiilor cardiace artificiale.

Disponibilitate

Astronomic

Conform teoriei, litiul cosmologic modern - sub forma celor doi izotopi cei mai stabili litiu-6 și litiu-7 - era între 3 elemente sintetizate în Big Bang. [34] Deși cantitatea de litiu produsă prin nucleosinteză Big Bang depinde de numărul de fotoni pe barion, este posibil să se calculeze cu o bună aproximare abundența acestui element în univers. În mod surprinzător, ne dăm seama că există un fel de „discrepanță cosmologică” în ceea ce privește litiul: stelele mai vechi par să aibă mai puțin litiu decât ar trebui, în timp ce stelele mai tinere au mai mult litiu decât s-ar fi așteptat de la ele. Lipsa litiului la stelele mai vechi este aparent cauzată de „amestecarea” continuă a litiului în miezul stelar, unde în cele din urmă este transformat în altceva. [35] După cum sa menționat deja, în plus, stelele din generația recentă au niveluri de litiu mai mari decât cele normale, deși acest exces se transformă cu ușurință în doi atomi de heliu datorită coliziunii cu un proton la temperaturi de peste 2,4 milioane de grade Celsius, temperatura tipică a nucleelor ​​stelare. Până în prezent, cauzele acestei creșteri anormale a litiului nu au fost încă clarificate. [36]

Deși a fost al treilea element (împreună cu hidrogenul și heliul) care a fost sintetizat în Big Bang, litiul, precum și beriliul și borul, este semnificativ mai puțin abundent decât celelalte elemente din locațiile din apropiere. Acest lucru se explică considerând că temperaturile relativ scăzute sunt suficiente pentru a distruge atomii de litiu și că există o lipsă de procese comune capabile să-l reproducă. [37]

Litiul se găsește și la unele pitici maronii și stele portocalii anormale. Deoarece litiul este prezent la piticii maronii mai reci și mai puțin masivi, dar este distrus în timpul celor mai fierbinți pitici roșii , prezența sa în spectrele stelelor poate fi utilizată în testul cu litiu ("testul litiului") pentru a diferenția cele două tipuri de stele, deoarece ambele sunt mai mici decât soarele. [36] [38] [39] stelele portocalii au uneori o concentrație mare de litiu (ca Centaurus X-4). Acest tip de stele orbitează adesea în jurul unui corp ceresc cu un câmp gravitațional intens ( stea neutronică sau gaură neagră ) capabil să atragă la suprafață cel mai greu litiu, permițând astronomilor să observe mai mult și să obțină spectre diferite. [36]

Terestru

Producția de litiu la mină și rezerve (în tone) [40]
Țară Producție Rezerve
Australia Australia 45 000 6 400 000
Chile Chile 19 300 9 600 000
China China 10 800 5 100 000
Argentina Argentina 6 300 19 300 000
Brazilia Brazilia 2 400 470 000
Zimbabwe Zimbabwe 1 200 500 000
Portugalia Portugalia 900 270 000
Canada Canada 200 2 900 000
Statele Unite Statele Unite ? 7 900 000
Bolivia Bolivia ? 21.000.000
RD Congo RD Congo ? 3 000 000
Germania Germania ? 2 700 000
Mexic Mexic ? 1 700 000
In lume 86 000 86.000.000

Litiul este cel de-al 25-lea cel mai abundent element din scoarța Pământului , cu o concentrație de 20 mg pe kg de crustă. [41] Deși acest element este disponibil pe scară largă, nu se găsește în natură metalului de stat: datorită reactivității sale, de fapt, este întotdeauna legat de alte elemente sau compuși. [42] Este prezent în mică parte în aproape toate rocile magmatice (în special granitul ) și, de asemenea, în multe saramuri naturale .

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
Estratto da " https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Litio&oldid=121949269 "