Litio

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Il litio è l'elemento chimico della tavola periodica che ha simbolo Li numero atomico 3. Appartiene al gruppo 1 (metalli alcalini). Il litio, nella sua forma pura, è un metallo soffice color argento, che si ossida rapidamente a contatto con l'aria o l'acqua. È il più leggero degli elementi solidi ed è usato principalmente nelle leghe conduttrici di calore, nelle batterie e come componente in alcuni medicinali (farmaci antipsicotici) per lo stabilizzamento dell'umore.

Caratteristiche

 

Saggio alla fiamma di un campione di litio.

Il litio è il più leggero dei metalli, con una densità (0,535 g/cm³) pari a circa metà di quella dell'acqua. Come tutti i metalli alcalini, il litio reagisce facilmente con l'acqua e in natura non si trova allo stato metallico, a causa della sua notevole reattività. Ciononostante è meno reattivo del sodio, a dispetto della similitudine chimica, e per la relazione diagonale con il magnesio condivide con quest'ultimo elemento molte proprietà. Se riscaldato, produce una fiamma color cremisi, ma quando brucia intensamente, la fiamma diventa bianco brillante. È un elemento univalente.

Dilitio

Il dilitio Li₂ è una molecola biatomica formata da due atomi di litio uniti da un legame covalente. Il dilitio è conosciuto allo stato di forma gassoso, ha ordine di legame di 1, con una separazione tra i due nuclei di circa 267.3 pm e un'energia di legame di 101 kJ mol⁻¹.^[1] Il litio può formare inoltre dei cluster molecolari, come ad esempio nelle molecole di Li₆.

Applicazioni

A causa del suo calore specifico (il più alto tra i solidi), il litio è usato in applicazioni per il trasferimento di calore. Grazie al suo alto potenziale elettrochimico il litio è inoltre un importante materiale anodico delle batterie (le cosiddette batterie agli ioni di litio) nelle quali in genere compare sotto forma di sale, come il carbonato di litio (Li₂CO₃) e il perclorato di litio (LiClO₄).

Altri usi

• I sali di litio, come il già citato carbonato di litio o il citrato di litio, sono stabilizzatori d'umore usati nel trattamento di malattie come il disturbo bipolare dell'umore.
• Il cloruro di litio e il bromuro di litio sono altamente igroscopici e frequentemente usati come essiccanti.
• Lo stearato di litio è un comune lubrificante generico ad alte temperature.
• Il litio è un agente legante usato per sintetizzare composti organici e in applicazioni nucleari.
• Il litio viene a volte utilizzato nei vetri e nelle ceramiche.
• L'idrossido di litio è impiegato per estrarre il biossido di carbonio dall'aria e rilasciare ossigeno nelle navicelle spaziali e nei sottomarini.
• Leghe di questo metallo con alluminio, cadmio, rame e manganese sono usate per alcune parti aeronautiche ad alte prestazioni.
• L'idruro di litio può essere usato come accumulatore termico nelle batterie a fissione spontanea per applicazioni su cuore artificiale.
• In futuro potrebbe essere un elemento fondamentale nei reattori a fusione nucleare per la generazione del trizio (come accadrà nell'impianto sperimentale DEMO).

Storia

Il litio (da greco lithos, "pietra") venne scoperto da Johann Arfvedson nel 1817. Arfvedson trovò il nuovo elemento all'interno dei minerali di spodumene, lepidolite e petalite, che stava analizzando sull'isola di Utö in Svezia. Nel 1818 Christian Gottlob Gmelin fu il primo ad osservare che i sali di litio emettevano una fiamma rosso brillante durante la combustione. Entrambi cercarono, senza successo, di isolare il litio dai suoi sali.

L'elemento non venne isolato fino a quando William Thomas Brande e Sir Humphrey Davy impiegarono l'elettrolisi sull'ossido di litio. La produzione commerciale del litio venne ottenuta nel 1923 dalla compagnia tedesca Metallgesellschaft AG attraverso l'uso dell'elettrolisi sul cloruro di litio e sul cloruro di potassio fusi.

Sembra che il nome "litio" fu scelto perché venne scoperto all'interno di un minerale mentre gli altri metalli alcalini vennero rintracciati nei tessuti vegetali.

Disponibilità

 

Miniera di litio a Clayton Valley (Nevada).

Il litio è largamente disponibile, ma non si trova in natura allo stato metallico; a causa della sua reattività si trova sempre legato ad altri elementi o composti. Si trova in minima parte in quasi tutte le rocce ignee ed anche in molte salamoie naturali.

A partire dalla fine della seconda guerra mondiale, la produzione di litio è cresciuta notevolmente. Il metallo viene separato dagli altri elementi delle rocce ignee, ed è anche estratto da alcune sorgenti di acqua minerale. Lepidolite, spodumene, petalite, e ambligonite sono i principali minerali che lo contengono.

Quasi il 50% delle riserve disponibili di Litio, commercialmente sfruttabili, si trovano in Bolivia, nei laghi salati prosciugati delle Ande.

Il metallo, di colore argenteo come il sodio, il potassio e gli altri membri della serie dei metalli alcalini, è prodotto per elettrolisi da una miscela di cloruro di litio e cloruro di potassio fusi. Il costo di questo metallo nel 1997 era di circa 136 US$ al chilo.

Isotopi

Il litio rintracciabile in natura è composto da due isotopi stabili ⁶Li e ⁷Li, con quest'ultimo che ammonta al 92,5% del totale. Sono stati ottenuti sei radioisotopi, dei quali i più stabili sono il Li-8 con un tempo di dimezzamento di 838 ms e il ⁹Li con 178.3 ms. I radioisotopi rimanenti hanno tempi di dimezzamento inferiori agli 8.5 ms o sconosciuti.

⁷Li è uno degli elementi primordiali (prodotto nella nucleosintesi del big bang). Gli isotopi di litio si frazionano durante un'ampia gamma di processi naturali, che includono: la formazione di minerali (precipitazione chimica), metabolismo, scambio ionico, iperfiltrazione e alterazione delle rocce.

Precauzioni

Simboli di rischio chimico
pericolo
frasi H	260 - 314 - EUH014 [2]
frasi R	R 14/15-34
consigli P	223 - 231+232 - 280 - 305+351+338 - 370+378 - 422 [3][4]
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 NaCl, urea ed acetazolamide o, in alternativa, con l'emodialisi.

Curiosità

• La quarta traccia dell'album Nevermind (Geffen/SubPop, 1991) dei Nirvana è intitolata "Lithium".
• Una canzone degli Evanescence si intitola "Lithium".
• "Lithium Sunset" è una traccia dell'album Mercury Falling del cantante Sting.
• Litio è anche il titolo di una canzone del gruppo Massimo Volume.
• La fonte di energia utilizzata in Star Trek trae origine dal dilitio

Note

1. ^ Chemical Bonding, Mark J. Winter, Oxford University Press, 1994, ISBN 0-19-855694-2
2. ^ scheda del litio su IFA-GESTIS
3. ^ In caso di incendio estinguere con sabbia asciutta o estintori a schiuma. Conservare sotto gas inerte.
4. ^ Sigma Aldrich; rev. del 09.02.2011

Bibliografia

• Francesco Borgese, Gli elementi della tavola periodica. Rinvenimento, proprietà, usi. Prontuario chimico, fisico, geologico, Roma, CISU, 1993, ISBN 88-7975-077-1.
• R. Barbucci, A. Sabatini, P. Dapporto, Tavola periodica e proprietà degli elementi, Firenze, Edizioni V. Morelli, 1998, ISBN 88-1020-000-0.
• Psicofarmaci. Usi e abusi, verità e falsi miti, caratteristiche ed effetti collaterali. Michele Conte. Ed. Eclipsi, Firenze. ISBN 978-88-89627-06-8.

Voci correlate

• Esafluoroarsenato di litio
• Idruro di litio
• Solfato di litio monoidrato
• Solfuro di litio
• Tetraborato di dilitio
• Triflato di litio
• Sali di litio

Altri progetti

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{{{Nome}}}
3 Li                                                                                                                                                                                                                                               {{{Nome}}}
Generalità
Nome, simbolo, numero atomico	{{{Nome}}}, Li, 3
Serie	{{{Serie_chimica}}}
Gruppo, periodo, blocco	{{{Gruppo}}}, {{{Periodo}}}, {{{Blocco}}}
Configurazione elettronica	Configurazione elettronica
Proprietà atomiche
Massa atomica	{{{Massa_atomica}}}
Configurazione elettronica	{{{Configurazione_elettronica}}}
Altre proprietà
Numero CAS	7439-93-2

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