Litio
El litio es un elemento metálico que se encuentra en el grupo 1 de la tabla periódica, y destaca por ser el primer metal alcalino. Su número atómico igual a 3, su masa atómica es aproximadamente de 6,9417 unidades y su símbolo químico es Li, una abreviatura del latín Lithium.
El litio es el 25° elemento más abundante en la corteza terrestre, representando 65 partes por millón de la estructura geológica. Además, en la naturaleza terrestre mayormente forma parte de minerales como las rocas ígneas; especialmente en el granito.
El descubrimiento del litio se debe al científico Johann Arfvedson, quien en el año 1817 lo detectó entre la espodumena y lepidolita, minerales del granito. Sin embargo, fue aislado por primera vez en 1821 gracias a los experimentos electrolíticos de William Brande con óxido de litio.
Tabla de contenidos
Características y propiedades
El litio es el metal menos denso del universo, con una densidad equivalente a la mitad de la del agua.
A pesar de ser un metal alcalino, sus propiedades se asemejan más a las de un metal alcalinotérreo.
Es un elemento con una gran reactividad, lo explica por qué que no puede encontrarse en estado puro en la naturaleza. No obstante, es el metal alcalino con menor reactividad.
Este elemento posee los puntos de fusión y ebullición más altos entre los metales alcalinos.
El litio en estado puro es inflamable y corrosivo, por lo que su uso y manipulación implica un riesgo significativo.
Los mayores productores de litio se encuentran en el sur del continente americano, constituyendo lo que se conoce como el triángulo del litio, el cual está compuesto por Argentina, Bolivia y Chile, y concentra aproximadamente el 85% del litio terrestre.
Propiedades físicas
- Su punto de fusión se alcanza a los 181 °C, mientras que a los 1342 °C alcanza su punto de ebullición.
- A 20 °C y a una atmosfera de presión, tiene una densidad de 535 kg/m3.
- En condiciones ambientales, su estado de agregación es el sólido.
- Es un metal no magnético (paramagnético).
- Es un buen conductor eléctrico y térmico.
- En estado sólido su estructura cristalina sigue una geometría cubica centrada en el cuerpo.
- Organolépticamente, es un metal blando con una tonalidad blanca plateada o grisácea.
- Posee una dureza de 0,6 en la escala de Mohs.
Propiedades químicas
- A escalas atómicas, está compuesto por 3 electrones repartidos en 2 niveles de energía y un núcleo de 3 protones y 4 neutrones.
- Es un metal univalente.
- Posee únicamente un estado de oxidación: +1.
- Es capaz de reaccionar tanto con compuestos orgánicos como inorgánicos.
- Reacciona explosivamente con el agua para producir hidrogeno gaseoso e hidróxido de litio.
- Al reaccionar con oxígeno produce monóxido y peróxido.
- Es el único metal alcalino capaz de reaccionar con el nitrógeno, en condiciones ambientales, para producir nitruro.
- El litio puro es altamente soluble en aminas alifáticas de cadena corta, pero su solubilidad desciende drásticamente al interactuar con hidrocarburos.
- Al entrar en combustión desarrolla una llama carmesí, que se torna brillante y blanca si la combustión es violenta.
Usos
El principal uso del litio en la era moderna es la producción de baterías eléctricas y electrodos, debido a que es un metal con un alto potencial electroquímico y elevado calor especifico. Las bacterias de iones de litio son las más producidas y conocidas, las cuales resaltan por ser recargables y por su notable capacidad energética.
Otro proceso industrial que saca bastante provecho de las propiedades del litio es la producción de cerámicas y vidrios, en donde el óxido de litio es usado para procesar arena de sílice, ya que reduce su punto de fusión y viscosidad. Los vidrios con trazas de litio poseen un bajo coeficiente de expansión térmica, y son utilizados en telescopios y lentes comunes.
En la medicina psiquiátrica, las sales de litio son empleadas como estabilizantes del humor en los tratamientos de la manía, depresión y bipolaridad, entre otras enfermedades psicológicas. El carbonato de litio y el citrato de litio son las sales más usadas en este campo.
El cloruro de litio es el material producido mayor higroscopicidad, seguido por el bromuro de litio, por lo que es usado como secante en sistemas de refrigeración, ventilación y secado industrial.
Otro de los usos más comunes del litio es la lubricación. En este caso, el hidróxido de litio es calentado con grasas para generar una sopa aceitosa, la cual sirve como aceite de lubricación.
El hidróxido de litio y el peróxido de litio son utilizados para renovar la atmosfera interna de naves espaciales y submarinos.
El litio-6 y el litio-7 (isotopos más comunes del litio) son de gran interés en la generación de energía nuclear, ya que permiten producir tritio, absorber neutrones de reacciones de fusión y controlar la temperatura de un reactor.
¿Dónde se encuentra?
Más del 85% del litio puede ser encontrado en países como Argentina, Chile, Perú y Bolivia, quienes disponen de las mejores reservas del mineral, en el planeta.
Los mayores lugares de extracción son el Salar de Uyunu en Bolivia, el Salar de Atacama en Chile (responsable del 5% de las reservas) o el Salar de Hombre Muerto en Argentina.
Existen otros yacimientos pero a menor escala situados en Manaure (Colombia) y en Afganistán, pero en este último aún desconocen la magnitud de las reservas por falta de evaluaciones de mercado.
Un estudio afirmó que una fuente rica en litio podría ser el resultado de estallidos o confirmación de supernovas gigantes.
Obtención
Los procesos de obtención del litio se dan a través de las actividades mineras en yacimientos subterráneos en los países productores.
Mientras que los procesos de separación de otros componentes son a través de la electrólisis con cloruro de litio fundido (LiCI).
Entre los principales minerales extraídos con litio en su versión natural son la lepidolita, petalita, ambligonita y espodumena.
¿Quién lo descubrió?
El descubrimiento del litio estuvo en manos del científico minero Johann Arfvedson en 1817, cuando encontró la versión natural del litio denominada petalita, LiAl (Si2O5)2 en Suecia.
Lo que llamó la atención del investigador fue el brillo rojizo de la piedra, lo que emprendió una investigación que llevó más de 3 años.
En 1818, C. G, Gmelin fue el primero en descubrir las reacciones de las sales de litio ante sustancias químicas y otros ácidos.
Ambos científicos intentaron poder aislar el elemento, pero ninguno tuvo éxito.
No fue hasta que los químicos William Thomas Brande y sir Humphrey Davy sometieron al litio a la electrólisis con óxido de litio y lograron provocar el aislamiento en cuestión de minutos.
Esto fue un hallazgo que fue acogido rápidamente por la empresa alemana Metallegesellschaft AG cuando empezó a explotar el mineral con este método de obtención.
Luego, surgió el “Triángulo de litio” conformado por el Salar de Uyuni (Bolivia), El salar de Atacama (Chile) y el salar del Hombre Muerto (Argentina) donde se producía el 50% y el 85% del mineral para las exportaciones internacionales.
Los salares de Sudamérica siguen siendo los principales exportadores de litio en el mundo, ya que los alojado en Europa no superan las toneladas de producción de estos primeros.
Actualmente, es utilizado para varios objetos de fabricación de casas y objetos de índole doméstica.