Preço do lítio, histórico, ocorrência, extração e uso

O lítio (derivado do grego antigo λίθος líthos 'stone', pronúncia [liːti̯ʊm] ou também [liːʦi̯ʊm]) é um elemento químico com o símbolo Li e o número atômico 3. É um elemento do 1. O grupo IUPAC, o grupo de metais alcalinos, pertence ao segundo período da Tabela Periódica dos Elementos. O lítio é um metal leve e possui a menor densidade de elementos sólidos em condições padrão.

O lítio não é considerado de natureza elementar devido à sua alta reatividade. À temperatura ambiente, é estável apenas por muito tempo no ar completamente seco, mas reage lentamente ao nitreto de lítio. No ar úmido, uma camada opaca de hidróxido de lítio cinza se forma rapidamente na superfície. Como todos os metais alcalinos, o lítio elementar já reage com a umidade da pele, causando queimaduras e queimaduras graves. Muitos compostos de lítio que formam íons de lítio em solução aquosa são caracterizados como prejudiciais à saúde, em contraste com os compostos de sódio e potássio correspondentes.

Como elemento traço, o lítio é um constituinte comum da água mineral na forma de seus sais. Existem pequenas quantidades de lítio no corpo humano; no entanto, o elemento não é essencial e não possui função biológica conhecida. No entanto, alguns sais de lítio têm propriedades medicinais e são usados ​​na terapia de lítio para distúrbios bipolares, mania, depressão e dores de cabeça em grupos (ver Medicina).

 

História

O descobridor do lítio é o sueco Johan August Arfwedson, que descobriu na 1817 a presença de um elemento estranho em Petalit e logo depois também em spodumene e lepidolite, quando analisou descobertas minerais da ilha de Utö, na Suécia. Seu professor acadêmico Jöns Jakob Berzelius sugeriu Lithion, uma derivação do grego λίθος líthos 'pedra', como um nome que, de acordo com os nomes dos outros dois metais alcalinos conhecidos sódio e potássio, indica o material do qual foi obtido Finalmente, o lítio prevaleceu em sua forma latinizada.

1818 foi o químico alemão Christian Gottlob Gmelin, que observou que os sais de lítio dão uma coloração vermelha à chama. Ambos os cientistas falharam nos anos seguintes com tentativas de isolar esse elemento. Isso foi alcançado pela primeira vez por William Thomas Brande e Sir Humphry Davy no ano 1818, por meio de um processo eletrolítico de óxido de lítio (Li2O). Robert Bunsen e Augustus Matthiessen produziram 1855 por eletrólise de cloreto de lítio (LiCl) com maiores quantidades de lítio puro. No ano 1917, Wilhelm Schlenk sintetizou os primeiros compostos organolítio a partir de compostos orgânicos de mercúrio.

Com a primeira produção comercial, a 1923 iniciou a empresa de metal alemã na Hans-Heinrich-Hütte em Langelsheim, no Harz, onde foi eletrolisado um derretimento de cloreto de lítio e potássio (KCl).

Até pouco depois da Segunda Guerra Mundial, quase não havia aplicações de lítio além da aplicação como lubrificante (óleo mineral espessado com estearato de lítio) e na indústria do vidro (carbonato de lítio ou óxido de lítio). Isso mudou quando o trítio, que pode ser obtido do lítio, foi necessário nos Estados Unidos para a construção de bombas de hidrogênio. Tudo começou com uma ampla promoção, especialmente em Kings Mountain, Carolina do Norte. Devido à curta meia-vida de lítio e trítio necessária, grandes quantidades de lítio foram acumuladas entre a 1953 e a 1963, um grande suprimento de lítio, que foi trazido somente após o final da Guerra Fria da 1993 no mercado. Além da mineração, a extração mais barata de salmoura era agora importante. Quantidades maiores de lítio são agora usadas para baterias, para a polimerização de elastômeros, na indústria da construção e para a síntese orgânica de produtos farmacêuticos e agroquímicos. Como as baterias primárias e os acumuladores 2007 (baterias secundárias) são o segmento mais importante.

 

Ocorrência e degradação

O lítio é responsável por cerca de 0,006% da crosta terrestre. Portanto, é menos comum que zinco, cobre e tungstênio e ligeiramente mais comum que cobalto, estanho e chumbo na crosta terrestre. Embora o lítio seja mais abundante que o chumbo, por exemplo, é difícil obtê-lo distribuindo-o mais. A água potável e alguns alimentos como carne, peixe, ovos e laticínios contêm lítio. Por exemplo, a carne 100 g contém cerca de 100 μg de lítio. Várias plantas, como tabaco ou botão de ouro, coletam compostos de lítio do solo e os acumulam. O teor médio de matéria seca das plantas está entre 0,5 ppm e 3 ppm. Nas águas dos oceanos, a concentração média é 180 ppb e nas águas dos rios apenas cerca de 3 ppb.

 

Mineração e reservas

Em termos de volume, o 2015 foi originado toneladas de lítio da 35.000 fora dos Estados Unidos e comercializado principalmente como carbonato de lítio (Li2CO3); as reservas nas minas existentes são estimadas em cerca de 16 milhões de toneladas (em março de 2018). O depósito global de salmoura continental, salmoura geotérmica, mineral hectorita, salmoura de campo petrolífero e pegmatita de rocha magma é estimado em 53,8 milhões de toneladas.

O lítio ocorre em alguns minerais nos pegmatitos de lítio. Os minerais mais importantes são amblygonita, lepidolita, petalita e espodumeno. Esses minerais têm um teor de lítio de até 9% (ambligonita). Outros minérios de lítio menos comuns são o íon criolito (Li3Na3 [AlF6] 2), que possui o maior conteúdo de lítio de todos os minerais, tripilina e estanho. Os minerais de lítio estão presentes em muitas rochas de silicato, mas geralmente apenas em baixas concentrações. Não há grandes depósitos. Como a extração de lítio desses minerais está associada a grandes despesas, eles agora desempenham um papel menor na produção de lítio ou compostos de lítio, mas isso pode mudar devido à alta demanda esperada. Os locais de mineração são principalmente as minas Greenbushes e Mt. Cattlin, na Austrália Ocidental, onde há alta concentração de lítio em suas rochas pegmatíticas e onde o lítio é um subproduto da recuperação do tântalo. Também em alguns outros países, como Canadá e Rússia, até 1998 também em Bassemer City, Carolina do Norte, o spodumene é extraído para a produção de lítio.

A Europa possui campos de pegmatitos ricos em Li na Weinbene Caríntia, no distrito de Wolfsberg, na região finlandesa de Österbotten, nas montanhas de minério e entre Espanha (Almendra) e Portugal (distrito da Guarda, Boticas).

Os depósitos na Áustria e na Finlândia estão sendo desenvolvidos pela Global Strategic Metals e Keliber, respectivamente, e podem estar em operação na 2021. A ocorrência em Zinnwald, no Erzgebirge, está sendo explorada pelo SolarWorld.

 

Depósitos secundários

Os sais de lítio, em particular o cloreto de lítio, também são comuns em salmouras, principalmente lagos salgados. A concentração pode ser de até um por cento. Além da concentração de lítio, a proporção de magnésio para lítio é importante para a qualidade da salmoura. Atualmente, o lítio é usado principalmente no Chile (Salar de Atacama, que possui o 0,16% com o maior teor de lítio conhecido), Argentina (Salar de Hombre Muerto), Estados Unidos da América (Silver Peak, Nevada) e República Popular da China (Chabyêr Caka , Tibete, lago Taijinaier, Qinghai). Salar de Uyuni, o lago de sal boliviano com uma estimativa de 5,4 milhões de toneladas de lítio, pode ser a fonte dos maiores recursos. A empresa estatal Yacimientos de Litio Bolivianos investe fortemente em sua industrialização, incluindo os vizinhos Salar de Coipasa e Laguna Pastos Grandes, com parceiros chineses e alemães desde a 2018. Existem outros lagos de sal contendo lítio que ainda não estão sendo usados ​​para mineração industrial em abril do ano XIX, como China, Argentina e Afeganistão. O 2019 ficou conhecido em solos de Utah (EUA) como 2016 mg / L Li, onde a perfuração de exploração de petróleo já era realizada nos 1700s.

Carbonato de potássio (potassa), bórax, césio e rubídio são frequentemente obtidos como co-produtos na produção de lítio.

Devido à forte demanda esperada por lítio para baterias de veículos elétricos, algumas empresas estão atualmente explorando a mineração de minerais e salmoura em várias regiões do mundo, incluindo a Europa. Também é pesquisada a produção de lítio a partir da água do mar. Nos oceanos, cerca de 230 bilhões de toneladas de lítio são dissolvidos. Os pesquisadores da 2018 apresentaram um método de extração no qual o lítio pode ser obtido da água do mar por eletrólise movida a energia solar. Como vantagem sobre a recuperação convencional, eles mencionaram que o processo produz diretamente lítio metálico e, portanto, pode dispensar o processamento (complexo e com uso intenso de energia) exigido pela mineração tradicional de minério de lítio.

 

Ocorrência fora da Terra

Após o big bang, além dos isótopos de hidrogênio e hélio, uma quantidade considerável do isótopo 7Li também foi formada. No entanto, na maioria das vezes, isso não está mais presente hoje porque estrelas no lítio foram fundidas com hidrogênio no processo da reação próton-próton II e, portanto, consumidas. Nas anãs marrons, no entanto, a massa e a temperatura não são altas o suficiente para a fusão do hidrogênio; sua massa não atinge o tamanho necessário de cerca de massas 75 Júpiter. Assim, o lítio produzido durante o Big Bang permaneceu em quantidades maiores apenas nas anãs marrons. Por esse motivo, o lítio também é um elemento relativamente raro em forma extraterrestre, mas pode ser usado para detectar anãs marrons.

A distribuição do lítio em diferentes estrelas varia muito, embora a idade, a massa e a metalicidade sejam semelhantes. Acredita-se que os planetas influenciam o conteúdo de lítio de uma estrela. Se uma estrela não tem planetas, o teor de lítio é alto, enquanto estrelas como o sol, cercadas por planetas, têm um baixo teor de lítio, também conhecido como mergulho de lítio. Pensa-se que a causa é que as forças de maré dos planetas contribuem para uma maior mistura de camadas externa e interna nas estrelas, de modo que mais lítio entre em uma área quente o suficiente para fundi-lo.

 

processo de produção

O lítio é obtido principalmente da água salgada (águas subterrâneas, lagos salgados) por evaporação. Rara é a extração de rochas na mineração a céu aberto.

De água salgada

Para a extração de lítio, as águas subterrâneas salinas são bombeadas para a superfície e passam por uma cadeia de tanques de evaporação, onde a evaporação ocorre ao sol por vários meses. Quando o cloreto de lítio nas lagoas atinge a concentração necessária, a solução é bombeada para uma estação de tratamento onde boro ou magnésio indesejado é extraído e filtrado. Então ela é tratada com carbonato de sódio. O carbonato de lítio precipitado é filtrado e seco. O excesso de salmoura residual é bombeado de volta para o lago de sal. Em áreas áridas como o Chile, o uso das águas subterrâneas promove a secagem da paisagem.

Representação

As soluções salinas contendo lítio são precipitadas por evaporação da água e adição de carbonato de sódio (soda) carbonato de lítio. Para esse fim, a salmoura é primeiro concentrada no ar até que o teor de lítio exceda 0,5%. O carbonato de lítio pouco solúvel precipita com a adição de carbonato de sódio:

Para obter lítio metálico, o carbonato de lítio é primeiro reagido com ácido clorídrico. Isso produz dióxido de carbono, que escapa como gás, e cloreto de lítio dissolvido. Esta solução é concentrada em um evaporador a vácuo até que o cloreto se cristalize:

Os aparelhos e equipamentos para extração de cloreto de lítio devem ser feitos de aços especiais ou ligas de níquel, pois a salmoura tem um efeito muito corrosivo. O lítio metálico é produzido por eletrólise de sal fundido de uma mistura eutética de fusão 450-500 ° C de 52% em massa de cloreto de lítio e 48% em massa de cloreto de potássio:

O potássio não é depositado na eletrólise, pois possui um potencial menor de eletrodo no derretimento do cloreto. Vestígios de sódio, no entanto, são depositados e tornam o lítio particularmente reativo (benéfico em química orgânica, ruim para as baterias Li). O lítio líquido se acumula na superfície do eletrólito e pode ser relativamente facilmente descarregado da célula de eletrólise. Também é possível recuperar o lítio por eletrólise do cloreto de lítio em piridina. Este método é particularmente adequado em escala de laboratório.

Propriedades físicas

Estrutura cristalina do lítio, a = 351 pm O lítio é um metal leve, branco prateado e macio. É o mais leve de todos os elementos sólidos à temperatura ambiente (densidade 0,534 g / cm3). Somente o hidrogênio sólido a -260 ° C é ainda mais leve com uma densidade de 0,0763 g / cm3.

O lítio, como os outros metais alcalinos, cristaliza em uma embalagem esférica centrada no corpo cúbico no grupo espacial Im3m (número do grupo espacial 229) com o parâmetro de treliça a = 351 pm e duas unidades de fórmula por célula unitária. Em baixas temperaturas de 78 K, a estrutura cristalina muda espontaneamente para uma estrutura hexagonal do tipo magnésio com os parâmetros de treliça a = 311 pm ec = 509 pm ou após deformação em uma estrutura cúbica do tipo de cobre (face cúbica centralizada) com o parâmetro da treliça a = 438 pm hum. As causas exatas das quais a estrutura é formada são desconhecidas.

O lítio tem o mais alto ponto de fusão e ebulição e a maior capacidade de calor específico entre os metais alcalinos. Embora o lítio tenha a maior dureza de todos os metais alcalinos, ele ainda pode ser cortado com uma faca a uma dureza de Mohs de 0,6. Como um metal típico, é uma boa corrente (condutividade: cerca de 18% de cobre) e condutor de calor.

O lítio é em grande parte semelhante ao magnésio, que também se reflete no fato do aparecimento de cristais mistos heterotípicos de lítio e magnésio, o chamado isodimorfismo. Embora o magnésio cristalize no hexagonalmente denso, enquanto o lítio cristaliza no empacotamento esférico cúbico centrado no corpo, ambos os metais são em grande parte hetero-miscíveis. No entanto, isso ocorre apenas em uma faixa de concentração limitada, com o componente em excesso do outro "impulsionando" sua rede cristalina.

O íon de lítio tem a maior entalpia de hidratação de todos os íons de metais alcalinos com -520 kJ / mol. Como resultado, é completamente hidratado em água e atrai fortemente as moléculas de água. O lítio forma duas hidrato, um interior com quatro moléculas de água, que são muito fortemente ligados através dos seus átomos de oxigénio para o ião de lítio, e um invólucro exterior em que a Li [H2O] 4 + ião são ligados através de ligações de hidrogénio mais moléculas de água. Desse modo, o raio iónico do ião hidratado é muito grande, mesmo maior do que os da pesada metais alcalinos de césio e rubídio, o que fazer hidrato não tão fortemente ligados em solução aquosa.

Fórmula de Lewis de dilítio

Como gás, o lítio está presente não apenas em átomos individuais, mas também molecularmente como dilítio Li2. O lítio monovalente consegue assim um orbital s-atômico completo e, portanto, uma situação energeticamente favorável. O Dilithium tem um comprimento de adesão de 267,3 pm e uma energia de ligação de 101 kJ / mol. No estado gasoso cerca de 1% (para massa) do lítio está presente como dilítio.

Propriedades químicas

O lítio é - como todos os metais alcalinos - muito reativo e reage prontamente com muitos elementos e compostos (como a água) com liberação de calor. Entre os metais alcalinos, no entanto, é o menos reativo. Uma peculiaridade que distingue o lítio dos outros metais alcalinos é a sua reação com o nitrogênio molecular ao nitreto de lítio, que ocorre lentamente à temperatura ambiente:

Isso é possível graças à alta densidade de carga do íon Li + e, portanto, por uma alta energia de rede do nitreto de lítio. Com -3,04 V, o lítio tem o menor potencial normal na tabela periódica e é, portanto, o menos nobre de todos os elementos.

Como todos os metais alcalinos, o lítio é armazenado sob petróleo ou óleo de parafina, caso contrário, reage com oxigênio e nitrogênio no ar.

Como os raios iônicos dos íons Li + e Mg2 + são comparativamente grandes, também há semelhanças nas propriedades dos compostos de lítio ou lítio e compostos de magnésio ou magnésio. Essa semelhança nas propriedades de dois elementos de grupos adjacentes da tabela periódica é conhecida como uma relação oblíqua na tabela periódica. Assim, diferentemente do sódio, o lítio forma muitos compostos organometálicos (compostos de organolítio), como butil-lítio ou metil-lítio. Relacionamentos semelhantes também existem entre o berílio e o alumínio, bem como entre o boro e o silício.

isótopo

Na natureza, os dois isótopos estáveis ​​6Li (7,6%) e 7Li (92,4%) ocorrem. Além disso, são conhecidos os isótopos instáveis, começando com 4Li via 8Li para 12Li, que só podem ser fabricados artificialmente. Suas meias vidas estão todas na faixa de milissegundos.

6Li desempenha um papel importante na tecnologia de fusão nuclear. É usado no reator de fusão nuclear, bem como na bomba de hidrogênio como material de partida para a produção de trítio, que é necessário para a fusão de fornecimento de energia com deutério. O trítio é formado na manta do reator de fusão ou na bomba de hidrogênio ao lado do hélio pelo bombardeamento de 6Li com nêutrons gerados durante a fusão, após a reação nuclear

A reação igualmente possível

é menos adequado (consulte Cobertor). A separação pode ser realizada, por exemplo, através de uma troca isotópica de amálgama de lítio e um composto de lítio dissolvido (tal como o cloreto de lítio em etanol). Rendimentos de cerca de 50% são alcançados.

Se 6Li estiver presente em uma bomba de três estágios ao lado de 7Li (como foi o caso de Castle Bravo, por exemplo), ele reagirá com alguns dos nêutrons rápidos gerados durante a fusão. Isso novamente cria nêutrons, hélio e trítio adicional. Como resultado, embora a reação de nêutrons 7Li inicialmente consuma energia, isso resulta em maior liberação de energia de fusões adicionais e mais bombardeamento de fissão nuclear do urânio. A força explosiva é, portanto, maior do que se apenas a porção 6Li da mistura isotópica tivesse sido convertida na bomba. Desde que foi assumido antes do teste de Castle Bravo que o 7Li não reagiria com os nêutrons, a bomba estava aproximadamente 2,5 tão forte quanto o esperado.

O isótopo de lítio 7Li é produzido em pequenas quantidades em usinas nucleares por uma reação nuclear do (usado como absorvente de nêutrons) Borisotops 10B com nêutrons.

Os isótopos 6Li, 7Li são usados ​​em experimentos com gases quânticos frios. Assim, o primeiro condensado de Bose-Einstein foi produzido com o isótopo (bóson) 7Li. 6Li, por outro lado, é um férmion, e no ano 2003 conseguiu transformar moléculas deste isótopo em um superfluido.

Usar

• bateria de lítio
• bateria de iões de lítio
• Bateria de lítio e bateria de iões de lítio.

A aplicação mais importante e de crescimento mais rápido para o lítio atualmente é o uso em baterias de íons de lítio (muitas vezes chamadas de baterias recarregáveis), o z. Como nos smartphones, laptops, ferramentas sem fio ou veículos movidos a eletricidade, como carros híbridos, carros elétricos ou e-bikes são usados ​​(veja o diagrama à direita). A maioria dos sais de lítio produzidos não é reduzida ao metal, mas é utilizada diretamente como carbonato de lítio, hidróxido de lítio, cloreto de lítio, brometo de lítio ou convertido em outros compostos. O metal é necessário apenas em algumas aplicações. Os principais usos dos compostos de lítio podem ser encontrados na seção "Compostos".

Metal

Parte do metal lítio produzido é usado para recuperar compostos de lítio que não podem ser feitos diretamente do carbonato de lítio. Estes são principalmente compostos orgânicos de lítio tais como butil-lítio, compostos de hidrogénio-lítio tais como hidreto de lítio (LiH) ou hidreto de alumínio e lítio e amida de lítio.

O lítio é usado para removê-lo dos gases devido à sua capacidade de reagir diretamente com o nitrogênio.

O lítio metálico é um agente redutor muito forte; Reduz muitas substâncias que não reagem com outros agentes redutores. É utilizado na hidrogenação parcial de aromáticos (redução de bétula). Na metalurgia é usado para dessulfurização, desoxidação e descarburação de metais fundidos.

Como o lítio tem um potencial normal muito baixo, ele pode ser usado em baterias como ânodo. Essas baterias de lítio possuem alta densidade de energia e podem gerar uma tensão particularmente alta. Não deve ser confundido, as baterias de lítio não-recarregáveis ​​com baterias de iões de lítio, lítio, em que os óxidos metálicos tais como óxido de cobalto e lítio como o cátodo e grafite ou outros compostos de iões de lítio de intercalação está ligada como um ânodo.

 

componente da liga

O lítio é ligado com alguns metais para melhorar suas propriedades. Muitas vezes até mesmo pequenas quantidades de lítio são suficientes para isso. Como uma mistura, melhora a resistência à tração, dureza e elasticidade de muitos tecidos. Um exemplo de uma liga de lítio é a chapa de metal, uma liga de chumbo contendo cerca de 0,04% de lítio, que é usada como material de suporte em ferrovias. Mesmo com ligas de magnésio-lítio e ligas de alumínio-lítio, as propriedades mecânicas são melhoradas pela adição de lítio. Ao mesmo tempo, as ligas de lítio são muito leves e, portanto, são muito utilizadas na engenharia aeroespacial.

Pesquisa (física atômica)

Na física atómica, o lítio é usado frequentemente porque tem com 6Li como o único metal alcalino um isótopo fermiônicos estável, que é por isso que é apropriado para o estudo dos efeitos dos gases quânticos fermiônicos ultracold (ver teoria BCS). Ao mesmo tempo que tem uma muito ampla ressonância Feshbach, o que faz com que seja possível ajustar o comprimento de espalhamento entre os átomos à vontade, em que os campos magnéticos, devido à largura da ressonância não pode ser mantida particularmente preciso.

Medicina

Já 1850 foi usado pela primeira vez na medicina ocidental como um remédio para a gota. No entanto, provou ser ineficaz. Outras abordagens para o uso médico de sais de lítio, inclusive como remédio para doenças infecciosas, não tiveram sucesso.

Apenas a 1949 descreveu o psiquiatra australiano John Cade (1912-1980) como uma possível aplicação para sais de lítio. Ele havia injetado vários compostos químicos, incluindo sais de lítio, em porquinhos-da-índia, fazendo com que respondessem menos a estímulos externos, tornando-se mais calmos, mas não sonolentos. Em retrospecto, verificou-se que o efeito observado nos animais experimentais foi devido à intoxicação. Depois de um auto-teste de Cade 1952-1954 o uso de carbonato de lítio como um medicamento para o tratamento de doentes maníaco-depressivos em um estudo duplamente cego no hospital psiquiátrico foi examinada em Risskov (Dinamarca). Isso lançou as bases para a terapia de lítio.

Neste lítio é utilizado na forma de sais, como o carbonato de lítio, contra transtornos de afeto bipolar, mania, depressão e cefaleia em salvas. O pequeno intervalo terapêutico, que se situa entre 0,6 mmol / le 1,1 mmol / l, deve ser tido em consideração. Quando o nível de lítio no sangue se move no limite superior da largura terapêutica, podem ocorrer efeitos colaterais reversíveis e controláveis ​​em pessoas sensíveis. No entanto, se os níveis sanguíneos de lítio bem acima do intervalo terapêutico - que é de cerca de 1,1 mmol / l - aumenta o risco claramente a efeitos secundários graves, tais como tremores, rigidez, náuseas, vómitos, arritmias cardíacas, e leucocitose rapidamente em. Acima de 3,0 mmol / l existe perigo para a vida. A razão é que o metabolismo do lítio e do sódio é semelhante. Níveis excessivos de lítio podem ser causados ​​por sudorese ou drogas drenadoras de sódio (diuréticos natriuréticos) com níveis decrescentes de sódio. O corpo tenta compensar a perda de sódio removendo sódio da urina primária nos rins e transportando-o de volta ao sangue (retenção de sódio). Além do sódio, também contém lítio, que é normalmente excretado pelos rins. O resultado é um nível elevado de lítio, que, quando ingerido com lítio, resulta em monitoramento de drogas que determina regularmente o nível de lítio e ajusta a dose de acordo. Também na dosagem correcta pode ocorrer com insuficiência renal receber tratamento de longa duração com lítio para as perdas de água e de sódio (diabetes insipidus), acidificação do sangue (acidose) e lítio nefropatia.

Um estudo divulgado nos EUA por 1990 descreve uma redução significativa em ofensas e suicídios em regiões com níveis elevados de lítio na água potável.

O modo de ação do lítio como substância psicotrópica ainda não foi adequadamente investigado. Actualmente, a influência do metabolismo de inositol por inibição da fosfatase de mio-inositol 1 (enzima classe 3.1.3.25) e a inibição de glicogénio sintase quinase-3 ser (GSK-3) discutido como possíveis mecanismos em células nervosas, em particular. O efeito antidepressivo de lítio é também provavelmente devido a um aumento da neurotransmissão serotoninérgica, portanto, um aumento da libertação de serotonina na sinapse, enquanto que os efeitos anti-maníacos associados com a inibição de receptores dopaminérgicos é explicado. Outro efeito interessante dos sais de lítio em humanos e mamíferos, como ratos, é a mudança relacionada no ritmo circadiano. Este efeito pode ser detectado em plantas como Kalanchoe. Outras substâncias serotoninérgicas como LSD, mescalina e psilocibina também mostram esses efeitos em humanos. O lítio tem sido usado em experiências com animais com Drosophila melanogaster para combater os sintomas da doença de Alzheimer - como o esquecimento.

O pesquisador Idade Michael Ristow mostrou 2011 uma possível ligação entre o conteúdo de lítio no meio ambiente e a expectativa de vida das pessoas: em um estudo população japonesa, em seguida, houve uma associação estatisticamente significativa entre um maior teor de um oligoelemento e uma expectativa de vida superior; Além disso, altas concentrações de lítio prolongaram a expectativa de vida do organismo modelo Caenorhabditis elegans.

prova

Os compostos de lítio mostram uma coloração de chama carmesim, as linhas espectrais características são as principais linhas em 670,776 e 670,791 nm; linhas menores estão em 610,3 nm Além disso, o lítio pode ser detectado por meio de fotometria de chama.

A detecção quantitativa por métodos químico-húmidos é difícil porque a maioria dos sais de lítio são facilmente solúveis. Uma possibilidade é a precipitação do fosfato de lítio pouco solúvel. Para este efeito, a amostra a ser examinada, por exemplo, tornada alcalina com solução de hidróxido de sódio e misturada com algum hidrogenofosfato dissódico Na2HPO4. Ao aquecer, precipita um precipitado branco na presença de Li +:

Outra possibilidade é o uso do reagente periodato de ferro.

demonstrações

O lítio elementar na forma de pó de metal inflama-se no ar mesmo à temperatura normal. Por essa razão, o lítio metálico também deve ser armazenado sob exclusão do ar, geralmente no petróleo. Em temperaturas mais altas de 190 ° C em contato com o ar, forma-se imediatamente óxido de lítio predominantemente. Em oxigênio puro, o lítio inflama de cerca de 100 ° C. Em uma atmosfera de nitrogênio puro, o lítio reage mais rapidamente ao nitreto de lítio apenas em temperaturas mais altas. O lítio pode reagir explosivamente quando em contato com substâncias que contenham oxigênio ou halogênio.

Uma vez que o lítio reage fortemente exotérmico com agentes comuns de extinção de incêndios, tais como água, dióxido de carbono, nitrogênio ou o agora proibido tetracloreto de carbono, queima-se com gases inertes tais. Argônio ou outros agentes de combate a incêndio de metal, como sal (por exemplo, NaCl).

O lítio elementar, como todos os metais alcalinos, causa danos à queimadura ou queimaduras alcalinas, formando hidróxido de lítio com água com alta liberação de calor; apenas o suficiente para a umidade da pele.

Conexões

O lítio é muito reativo e forma compostos com a maioria dos não-metais, nos quais sempre existe no estado de oxidação + I. Estes são geralmente iônicos em estrutura, mas em contraste com compostos de outros metais alcalinos têm uma alta participação covalente. Isto reflecte-se, inter alia, no facto de muitos sais de lítio - em contraste com os correspondentes sais de sódio ou potássio - serem facilmente solúveis em solventes orgânicos tais como acetona ou etanol. Existem também compostos de lítio orgânicos covalentes. Muitos compostos de lítio são semelhantes em suas propriedades devido aos raios iônicos similares dos compostos de magnésio correspondentes (relação oblíqua na tabela periódica).

Reações importantes de lítio

compostos de hidrogénio

O hidrogênio forma hidretos com lítio. O mais simples hidreto de lítio-hidreto de lítio-hidrogênio é formado a partir dos elementos em 600-700 ° C. É usado como combustível de foguetes e para a rápida recuperação de hidrogênio, por exemplo, para inflar coletes salva-vidas. Existem também hidretos mais complexos, tais como o boro-hidreto de lítio LiBH4 ou o hidreto de alumínio e lítio LiAlH4. Este último é de grande importância na química orgânica como um doador de hidrogênio seletivo, por exemplo, para a redução de compostos carbonílicos e nitro.

O deutério de lítio (LiD) e o trítio de lítio (LiT) desempenham um papel importante na pesquisa de fusão nuclear. Como o deutereto de lítio puro reduz a energia da bomba de hidrogênio, uma mistura de LiD e LiT é usada. Essas substâncias sólidas são mais fáceis de manusear do que o trítio, com sua alta taxa de efusão.

 

compostos oxigenados

Com o oxigênio, o lítio forma o óxido de lítio Li2O e o peróxido de lítio Li2O2.

Quando o lítio reage com a água, forma-se hidróxido de lítio, uma base forte. O hidróxido de lítio é usado para fazer gorduras de lítio, que são usadas como lubrificantes para carros. Como o hidróxido de lítio também se liga ao dióxido de carbono, ele serve para regenerar o ar em submarinos.

 

Outros compostos de lítio

• cloreto de lítio
• carbonato de lítio
• O lítio forma sais da forma LiX com os haletos. Estes são fluoreto de lítio, cloreto de lítio, brometo de lítio e iodeto de lítio.
• Como o cloreto de lítio é muito higroscópico, também é usado como um dessecante, exceto como material de partida para a produção de lítio. Ele é usado para secar gases, como gás natural, antes de ser canalizado ou em condicionadores de ar para reduzir a umidade (para 2% de umidade relativa). O cloreto de lítio também serve para reduzir as temperaturas de fusão, em banhos de solda e brasagem e como revestimento de eletrodo de soldagem para a soldagem de alumínio. O fluoreto de lítio é usado como um único cristal na espectroscopia de infravermelho.
• O composto de lítio tecnicamente mais importante é o carbonato de lítio pouco solúvel. É usado para recuperar a maioria dos outros compostos de lítio e é usado como um fluxo na indústria do vidro e na produção de esmalte. Também na produção de alumínio é adicionado para melhorar a condutividade e a viscosidade do fundido.
• Os sabões de lítio são sais de lítio de ácidos graxos. Eles são usados ​​principalmente como espessantes em graxas e ceras lubrificantes de alta qualidade baseadas em óleo mineral, bem como para a produção de lápis.

Outros sais de lítio são:

• Perclorato de lítio LiClO4,
• Sulfato de lítio Li2SO4,
• Nitrato de lítio LiNO3, é usado com nitrato de potássio na indústria de borracha para vulcanização,
• Nitreto de lítio Li3N, formado durante a reação de lítio com nitrogênio,
• Niobato de lítio LiNbO3, é transparente em uma ampla faixa de comprimento de onda e é usado em óptica e para lasers,
• A amida de lítio LiNH2, é uma base forte e é formada na reação de lítio com amônia líquida.
• O estearato de lítio C18H35LiO2, é um importante aditivo para óleos a fim de utilizá-los como graxas lubrificantes. Eles são usados ​​em automóveis, moinhos de rolos e máquinas agrícolas. Os estearatos de lítio são muito fracamente solúveis em água, portanto a película lubrificante é retida quando eles entram em contato com pouca água. As graxas lubrificantes obtidas têm excelente estabilidade de temperatura (> 150 ° C) e permanecem lubrificantes até −20 ° C.
• Acetato de lítio C2H3LiO2
• Citrato de lítio C6H5Li3O7
• O hexafluorofosfato de lítio LiPF6 é usado como sal condutivo em baterias de íons de lítio.
• O fosfato de lítio Li3PO4, é usado como um catalisador para a isomerização do óxido de propileno.
• Metaborato de lítio LiBO2 e tetraborato de lítio Li2B4O7
• Brometo de lítio O LiBr é um reagente para a produção de produtos farmacêuticos, mas também é utilizado em sistemas de refrigeração por absorção.

 

Compostos orgânicos de lítio

Em contraste com a maioria dos outros organilos de metal alcalino, os organilos de lítio desempenham um papel significativo, especialmente na química orgânica. De particular importância são n-butil-lítio, terc-butil-lítio, metil-lítio e fenil-lítio, que também estão comercialmente disponíveis na forma das suas soluções em pentano, hexano, ciclo-hexano ou opcionalmente éter dietílico. Pode ser preparado por reação direta de lítio metálico com halogenetos de alquila / arila de acordo com

ou por transmetalação, por exemplo, de grupos de mercúrio de acordo com

fabricação.

Com lítio elementar em tetra-hidrofurano (THF) em vez de magnésio em éter dietílico, as reacções de adição análogas de Grignard de haletos de alquilo a compostos de carbonilo podem ser realizadas com rendimentos geralmente melhores.

Devido à natureza covalente clara da estrutura dos organilos de lítio é raramente descrita por uma simples ligação Li-C. Geralmente existem estruturas complexas, construídas de unidades diméricas, tetraméricas ou hexaméricas, ou estruturas poliméricas. Organilos de lítio são compostos altamente reativos que se auto-inflamam parcialmente no ar. Eles reagem explosivamente com água. Devido à sua extrema basicidade, eles também reagem com solventes cujo hidrogênio ligado é dificilmente ácido, como o THF, que restringe severamente a escolha de solventes adequados. As reações com eles só são possíveis sob gás protetor e em solventes secos. Portanto, é necessária alguma experiência para lidar com eles e é necessária muita cautela.

Outro grupo de derivados orgicos de lio s as amidas de lio do tipo LiNR2, das quais em particular diisopropilamida de lio (LDA) e bis (trimetilsilil) amida de lio (LiHMDS, ver tamb HMDS) s utilizadas como bases fortes sem actividade nucleofica.

Os organilos de lítio são amplamente utilizados, tais como iniciadores para a polimerização aniónica de olefinas, como agentes de metalação, desprotonação ou alquilação.

De alguma importância são as chamadas taças de Gilman do tipo R2CuLi.

 

Preço de lítio

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