El litio es el elemento más innoble. Es un metal alcalino reactivo. Forma principalmente compuestos iónicos en los que Li+ está presente como ión. Compuestos organometálicos, p. Ej. H3C-Li También se conocen B. metillitio.
Los compuestos de litio tiñen la llama del quemador de un rojo intenso. El nombre se remonta a Jöns Jacob Berzelius, quien le dio al elemento el nombre de “lithion” después del griego “lithos” (piedra) porque se encuentra en las rocas y fue descubierto allí. Más tarde fue rebautizado como litio.
Propiedades físicas del litio
Según el Laboratorio Nacional de Aceleradores Lineales de Jefferson, el litio se caracteriza por:
- Número atómico (número de protones en el núcleo): 3.
- Símbolo atómico (en la tabla periódica): Li.
- Masa atómica (masa media de un átomo): 6,941.
- Densidad: 0,534 gramos por centímetro cúbico.
- Fase a temperatura ambiente: Sólido.
- Punto de fusión: 356,9 grados Fahrenheit (180,5 °C).
- Punto de ebullición: 2448 grados Fahrenheit (1342 °C).
- Número de isótopos (átomos del mismo elemento con diferente número de neutrones): 10; 2 estable.
- Los isótopos más comunes: Li-7 (92,41% de abundancia natural), Li-6 (7,59% de abundancia natural).
Propiedades del litio
Aunque se ha descubierto que uno puede vivir sano sin litio, se sugiere que una persona debe proporcionar al cuerpo aproximadamente 1 mg de este elemento al día. Las propiedades del litio incluyen:
- Participación en el transporte de vitaminas B a las células; especialmente vitaminas B8, B9 y B12.
- Apoya la preservación de la fertilidad.
- Prevenir la inhibición del proceso de crecimiento en los niños.
- Reduce el riesgo de depresión.
- Influye sobre la estimulación de la formación de glóbulos rojos.
- Modela e inhibe la acción de los receptores NMDA, que protege contra el exceso de glutamato.
- Aumenta las propiedades inmunes de linfocitos y macrófagos.
- Tratamiento de la depresión, trastorno bipolar y ayuda con la esquizofrenia.
- Estimular la reconstrucción de células nerviosas; especialmente después de un derrame cerebral o una lesión de la médula espinal.
- Reduce el riesgo de recaída, por ejemplo, en el tratamiento del alcoholismo.
Otras propiedades del litio
El litio es uno de los metales básicos. Es sólido a temperatura normal y tiene un brillo plateado. El litio tiene propiedades similares al sodio. Sin embargo, su densidad es menor y es un poco más duro que este metal. El litio conduce muy bien la electricidad.
También tiene una alta capacidad calorífica. Como todos los metales básicos, el litio es muy reactivo. Arde con una llama roja (reacción con el oxígeno atmosférico).
Al reaccionar con ácidos, se forman sales. El litio también reacciona con halógenos. Al reaccionar con nitrógeno, se forma nitruro de litio incluso a temperatura ambiente. Los compuestos de litio producen un color rojo intenso.
Características del litio
El litio es un metal blando de color blanco plateado que rápidamente forma recubrimientos de óxido o nitruro en el aire húmedo. Por lo tanto, generalmente se almacenan en forma de pequeños trozos bajo un líquido protector como el aceite de parafina.
El litio es el más ligero de todos los elementos sólidos, 2 L pesan un poco más de 1 Kg. El vapor del metal alcalino se compone principalmente de átomos.
Además, a temperaturas un poco por encima del punto de ebullición, se encuentra una pequeña proporción (aprox. 1%) de moléculas diatómicas Li2. En condiciones normales, el litio cristaliza en una red cúbica centrada en el cuerpo.
Un dato interesante es que la mayoría de los procesos vitales tienen lugar sin su participación y, sin embargo, sus pequeñas dosis aportan grandes beneficios para la salud.
Debido a su alta reactividad, el litio no existe en la naturaleza en su estado libre, sino sólo en forma de compuestos. El litio se encuentra en pegmatitas, es decir, rocas ígneas y en agua de mar. Este elemento se obtiene con mayor frecuencia de salmueras y arcillas.
Todos los organismos contienen trazas de litio, pero su presencia no afecta significativamente ninguna función biológica. El hombre puede llevar una vida sana sin litio, pero aún no se han descartado las funciones secundarias de este elemento.
Historia del litio
La historia del descubrimiento del litio comenzó en 1817 con el análisis de dos minerales por el químico sueco Johan August Arfwedson, que procedían de la isla sueca de Utö: la espodumena y la lepidolita.
El químico descubrió que estos debían contener un metal previamente desconocido, ya que el análisis mostraba un déficit cada vez que había sumado todos los constituyentes de forma estequiométrica.
Logró aislar el óxido de litio (Li2O) y caracterizarlo como el óxido de un metal que debe ser similar a los ya conocidos metales sodio y potasio. Llamó al metal subyacente litio, que significa “metal de piedra“.
En el año siguiente, 1818, el químico alemán Gustav Gottlieb Gmelin descubrió que los compuestos de litio se convierten en una llama púrpura preciosa. Sin embargo, ni él ni Arfwedson pudieron purificar el metal.
El descubridor de los otros dos metales alcalinos no tuvo éxito hasta 1818: Sir Humphry Davy electrolizó una masa fundida de óxido de litio, con lo cual pudo obtener litio impuro.
Solo a partir de 1855 los químicos Robert Bunsen y Augustus Matthiessen de la Universidad de Heidelberg lograron producir mayores cantidades de litio en grados más altos de pureza.
Durante casi un siglo, se prestó poca atención al más ligero de todos los metales: gracias a su alta reactividad, se descartó como material, y solo se utilizó en laboratorios químicos como el agente reductor más poderoso conocido, ya que el litio puede reducir todos los demás metales de sus compuestos para formar un elemento.
Con el final de la Segunda Guerra Mundial y el desarrollo de la bomba de hidrógeno, el litio se usó indebidamente para obtener hidrógeno (tritio) excesivamente pesado, que es necesario para la reacción de fusión nuclear.
Sensibilidad del litio
El litio difiere en su comportamiento de reacción de los metales alcalinos más pesados debido al pequeño radio atómico o iónico y muestra similitudes en sus propiedades con el segundo elemento del siguiente grupo, el magnesio (relación oblicua).
Para la mayoría de los no metales y muchos compuestos, el litio reacciona como sus homólogos más pesados, aunque con menos energía.
Así es como se produce la conversión con oxígeno a óxido de litio, Li2O, muy lentamente, la reacción con el agua procede sin encender el hidrógeno producido.
Al igual que los otros metales alcalinos, el litio se disuelve en amoníaco líquido, en las soluciones resultantes de color azul, que conducen bien la electricidad Li+-Iones y electrones. El litio forma aleaciones con muchos metales.
Ocurrencia/producción del litio
Como ya se ha mencionado, el litio no se encuentra en forma elemental en la tierra. Se encuentra químicamente unido en roca volcánica, granito, roca de silicato y en el mar en forma de iones.
El contenido total de litio en el agua salada (de los mares y océanos) se estima en 230 mil millones de toneladas. Las concentraciones más altas de litio en agua salada se registran cerca de manantiales geotérmicos.
El litio se encuentra en rocas ígneas y el más abundante en granitos. En términos generales, el litio es un elemento raro y es difícil derivar sus depósitos de depósitos. Aunque se presenta en muchas rocas y salmueras, la concentración de este elemento suele ser muy baja.
Solo unas pocas de estas fuentes permiten la extracción de grandes cantidades de litio. Una de las mayores reservas de litio se encuentra en Bolivia en el área del Salar de Uyuni. Los mayores productores de litio del mundo son países como Chile, Argentina, Australia y China.
El mineral que contiene litio más importante es el espodumeno (LiAl (SiO3) 2).
El litio se obtiene por electrólisis de una mezcla de sales (cloruro de litio/cloruro de potasio). En un proceso adicional, los minerales de silicato primero se descomponen térmicamente y el compuesto de litio obtenido también se somete a electrólisis.
Usos del litio
La característica mencionada con más frecuencia del litio es la que informa que el litio es uno de los elementos más ligeros entre los metales. El litio es un elemento muy común en la naturaleza, pero sólo está presente en forma de sal.
El litio se ha utilizado en muchas industrias. Los usos más comunes del litio son:
- El óxido de litio se utiliza en la fusión del dióxido de silicio a partir del cual se fabrican productos de vidrio y cerámica.
- El jabón de litio se usa para espesar aceites y se usa en la producción de lubricantes universales.
- El litio se utiliza como sustrato para la producción de tritio o radiohidrógeno.
El litio se utiliza en la producción de aleaciones, por ejemplo, con aluminio para la construcción de aviones; con magnesio necesario para la tecnología espacial y placas de blindaje. Como aditivo en los fuegos artificiales, los compuestos de litio provocan luz roja al arder.
En la tecnología de reactores, el litio se utiliza como refrigerante debido a su gran rango de líquido y su alta capacidad calorífica.
La principal aplicación industrial del litio es su uso en la fabricación de lubricantes de estearato de litio. Las grasas a base de litio ofrecen alta temperatura y resistencia al agua, así como buenas propiedades a baja temperatura.
Un uso muy popular del litio es en baterías alcalinas ligeras en las que el ánodo consiste en litio. El litio es un componente de las baterías de larga duración que se utilizan para marcapasos y baterías recargables.
El litio metálico también se agrega a algunos tipos de vidrio y cerámica como agente fundente para puntos de fusión y sinterización más bajos, y para disminuir el coeficiente de expansión en el producto terminado.
También se puede agregar litio a las celdas electrolíticas en la producción de aluminio para aumentar la eficiencia y reducir el fluoruro. El litio también encuentra muchos usos en compuestos inorgánicos, en particular en forma de cloruros y fluoruros.
