Litio Li

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INFORMAZIONI GENERALI SULL'ELEMENTO

Il litio è l’elemento chimico della tavola periodica appartenente al primo gruppo e al secondo periodo. Tale elemento ha numero atomico 3 e viene descritto dal simbolo Li. Il litio è un metallo univalente molto leggero, morbido, con un basso punto di fusione, reattivo e si presenta in natura con un colore bianco-argento. Molte sue proprietà fisiche e chimiche sono strettamente legate agli elementi del primo gruppo, denominati metalli alcalini. Ciò nonostante è meno reattivo del sodio, a dispetto della similitudine chimica e condivide molte proprietà con il magnesio.
Tra le sue proprietà maggiormente significative troviamo il suo alto calore specifico, l’alta conducibilità termica, la bassa viscosità e la sua densità molto bassa. Se viene riscaldato, produce una fiamma color cremisi; quando brucia intensamente, la fiamma assume una colorazione bianco brillante.
Il litio partecipa a molteplici reazioni, sia con reagenti organici sia con quelli inorganici. Reagisce con l’ossigeno per dar vita a monossido o perossido di litio. È l’unico metallo alcalino che può reagire con l’azoto a temperatura ambiente. Reagisce facilmente con l’idrogeno a 500°C per produrre idruro di litio. Come tutti gli altri metalli alcalini (ma nel suo caso con minor conseguenza) la reazione con l’acqua è violenta.
Il litio, trovandosi nel primo gruppo, cede molto volentieri il suo unico elettrone, sul secondo livello energetico, nelle reazioni. Per questa proprietà ha numero di ossidazione +1, un energia di ossidazione e l’elettronegatività bassa.

CARATTERISTICHE FISICHE E CHIMICHE

Simbolo elemento Li
Numero atomico 3
Massa atomica relativa 6.941
Temperatura di fusione 180.54 °C
Temperatura di ebollizione 1347 °C
Sato di aggregazione Solido
Densità (20°C) 0.53 g/cm3
Numero di ossidazione 1
Elettronegatività 0.97
Energia di prima ionizzazione 520.23 kJ mol-1
Raggio atomico 152 pm
Configurazione elettronica [He]2s1
Energia di ionizzazione [eV] 5.3917 eV
Conducibilità elettrica 0,8 · 10−6 S/m
Percentuale nella composizione della massa terrestre 0.006%
Composizione isotopica Li-6 7,59%
Li-7 92,41%
Abbondanza nel Sistema Solare 5.71 x 101


CENNI STORICI

La storia del litio ha inizio nel 1817 quando Johan Arfwedson scoprì un nuovo metallo alcalino che Jons Jacob Berzelius denominò “lithion”. Il litio (dal greco lithos, “pietra”) fu subito utilizzato nel campo della medicina per il trattamento della gotta, una malattia nel metabolismo.
Gli scritti di Alexander Haig resero popolare questo elemento, poiché sosteneva che sarebbe servito ad aiutare le persone sofferenti di asma, artrite, depressione, mal di testa ed epilessia causate dall’acido urico. Alla fine del 1800 le affermazioni relative alle potenzialità terapeutiche del litio si moltiplicarono, in merito al medico W. Hammond e Garrod. Secondo C. Mitchell, un medico che si occupava della produzione di medicinali, il litio era anche un buon antimalarico.
Nel 1900 scoppiò la moda delle commercializzazione di prodotti contenessero litio al loro interno, in particolare acque minerali (Lithia Water) e birra (Lithia Beer). Nel 1940 l’interesse per il litio s’incentrò particolarmente sul suo impiego come sostituto del sale da cucina, sottoforma di cloridrato, nei pazienti con problemi vascolari; assunto in quantità troppo elevate, tuttavia, può causare intossicazione.
Alla fine degli anni novanta , il litio fu utilizzato sia in campo medico che psichiatrico, e fu approvato nel trattamento nelle fasi di eccitazione maniacale da parte della Food and Drug Administration americana.



Johan Arfwedson è stato un chimico svedese, famoso per la scoperta del litio. Egli nacque il 12 gennaio 1792 , figlio di un’importante proprietario di fabbriche e mercante all’ingrosso. Studiò all’università di Uppsala, dove nel 1809 conseguì alla sua prima laurea in legge e tre anni dopo ottenne la laurea in mineralogia. La scoperta del litio avvenne quando si trasferì a Stoccolma e conobbe Berzelius.. Arfwedson lavorò nel suo laboratorio privato e insieme scoprirono il litio all’interno di alcuni minerali che stavano analizzando sull’isola di Uto in Svezia: spodumene, lepidolite e petalite.
Da Arfwedson, deriva il nome di un minerale molto raro, l’arfvedsonite.




DISPONIBILITA' DELL'ELEMENTO

Il litio appartiene ai metalli alcalini e reagisce facilmente con l’acqua; non si trova allo stato libero, ma all’interno di leghe metalliche. Il litio è un elemento abbondante ed è contenuto nella crosta terrestre in 65 ppm (parti per milione). È presente in quasi tutte le rocce ignee ed anche in molte salamoie naturali.
La produzione del litio si è sviluppata notevolmente dopo la fine della seconda guerra mondiale. Negli Stati Uniti il litio viene estratto dalle vasche di brina del Nevada. Quello di cui vediamo commerciale ora, proviene delle riserve di brina del Cile. Un’altra nazione che possiede delle riserve disponibili di litio è la Bolivia, nei pressi dei laghi salati prosciugati delle Ande.
La produzione mondiale di litio si aggira intorno alle 40.000 tonnellate all’anno. Le riserve totali in tutto stimano i 7 milioni di tonnellate.
Il litio viene facilmente assorbito dalle piante e la sua quantità contenuta nelle piante varia largamente, raggiungendo i 30 ppm in alcuni casi.
Il costo di questo metallo si aggira intorno ai 150-200 dollari americani al chilo.




APPLICAZIONI DELL'ELEMENTO

Il composto principale del litio è l’idrossido di litio. . È una polvere bianca, utilizzata nell’industria della ceramiche (in particolare nella glassa di porcellana) e in medicina come antidepressivo. Il cloruro di litio forma un concentrato di brina, che ha la proprietà di assorbire l’umidità in un ampio intervallo di temperatura. Queste brine vengono utilizzate nella produzione di sistemi di aria condizionata. L’uso industriale principale del litio è sotto forma di stearato di litio, come addensatore di grasso lubrificante. Le leghe di litio e alluminio, cadmio, rame, e manganese sono utilizzate per realizzare parti di velivoli ad alte prestazioni.
Il suo elevato calore specifico (uno dei più alti tra i solidi) ci permette di utilizzarlo per trasferire calore. Grazie al suo alto potenziale elettrochimico è un importante materiale anodico delle batterie o pile, in cui si presenta con le sembianze di un sale ( Li2CO3 ).




EFFETTI SULLA SALUTE

La somministrazione di litio non è raccomandata in caso di morbo di Parkinson, epilessia, demenza, miastenia grave.
In caso di sintomi di tossicità, sospendere la somministrazione di litio. Gli effetti collaterali che compaiono all’inizio del trattamento tendono a scomparire spontaneamente dopo 2-3 settimane di terapia. Se invece questi sintomi si manifestano con il passare del tempo, è necessario controllare i livelli plasmatici del litio per verificare che nel sangue non siano presenti concentrazioni tossiche di farmaco.
Se una donna è in gravidanza è sconsigliato l’assunzione di litio, poiché potrebbe causare difetti cardiaci al feto con un rischio assoluto pari a 5 volte quello osservato nell’intera popolazione. . Il litio è considerato un farmaco con bassa teratogenicità (cioè indica lo sviluppo anormale di alcune regioni del feto), per cui il suo utilizzo durante una gravidanza deve essere attentamente osservato. Le più importanti cliniche ospedaliere del mondo consigliano di non somministrare abitualmente il litio durante i primi tre mesi di gravidanza.

In molte reazioni del litio si possono causare incendi o esplosioni ed emanare gas irritanti o tossici nell’ambiente. Il rischio di esplosione potrebbe essere provocato dal contatto litio-acqua. Se inaliamo i gas tossici avremo una sensazione di bruciore, tosse, respirazione affaticata e gola irritata. Alcune volte i sintomi si manifestano in ritardo. A contatto con la pelle e gli occhi potrebbe causare ustioni, rossori e bolle. Se viene ingerito sentiremo un forte dolore addominale, nausea, shock o collasso, vomito e debolezza.
L’inalazione di gas tossici emanati dal litio può causare edema polmonare, una malattia che provoca un aumento di liquidi nello spazio extravascolare. I sintomi di tale malattia si presentano in modo preoccupante dopo alcune ore dall’inalazione. È consigliato riposo e accertamenti specifici.
Reagisce violentemente a contatto con ossidanti forti, gli acidi e molti composti (alogeni, idrocarburi, sabbia e amianto) causando fuoco e rischio di un’esplosione. A contatto con l’acqua produce idrogeno altamente infiammabile e vapori corrosivi di idrossido di litio.




SPETTRI ATOMICI DELL'ELEMENTO

Spettro atomico di assorbimento dell'litio:



Spettro atomico di emissione dell'litio:



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