Litio
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| Generale | |||||||||
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| Nome, Simbolo, Numero Atomico | litio, Li, 3 | ||||||||
| Serie chimica | metalli alcalini | ||||||||
| Gruppo, Periodo, Blocco | 1 (IA), 2, s | ||||||||
| Densità , Durezza | 535 kg/m3, 0,6 | ||||||||
| Colore | grigio argento |
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| Proprietà atomiche | |||||||||
| Peso atomico | 6,941 amu | ||||||||
| Raggio atomico | 145 pm | ||||||||
| Raggio covalente | 134 pm | ||||||||
| Raggio di van der Waals | 182 pm | ||||||||
| Configurazione elettronica | He2s1 | ||||||||
| e- per livello energetico | 2, 1 | ||||||||
| Stato di ossidazione | 1 (base forte) | ||||||||
| Struttura cristallina | Cubica | ||||||||
| Proprietà fisiche | |||||||||
| Stato di aggregazione | solido (non magnetico) | ||||||||
| Punto di fusione | 453,69 K, (180,54 °C) | ||||||||
| Punto di ebollizione | 1615 K, (1342 °C) | ||||||||
| Volume molare | 13,02 × 10-3 m3/mol | ||||||||
| Calore di vaporizzazione | 145,92 kJ/mol | ||||||||
| Calore di fusione | 3 kJ/mol | ||||||||
| Pressione del vapore | 1,63 E-8 Pa a 453,7 K | ||||||||
| Velocità del suono | 6000 m/s a 293,15 K | ||||||||
| Varie | |||||||||
| Elettronegatività | 0,98 (Scala di Pauling) | ||||||||
| Calore specifico | 3582 J/(kg*K) | ||||||||
| Conducibilità elettrica | 10,8 × 10-6/m ohm | ||||||||
| Conducibilità termica | 84,7 W/(m*K) | ||||||||
| Energia di prima ionizzazione | 520,23 kJ/mol | ||||||||
| Energia di seconda ionizzazione | 7298,22 kJ/mol | ||||||||
| Energia di terza ionizzazione | 11815,13 kJ/mol | ||||||||
| Isotopi stabili | |||||||||
| iso | NA | TD | DM | DE | DP | ||||
| 6Li | 7,5% | Li è stabile con 3 neutroni | |||||||
| 7Li | 92,5% | Li è stabile con 4 neutroni | |||||||
| 8Li | sintetico | 836 ms | β-, β- + 2α | 16,004, nd | 8Be | ||||
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iso = isotopo |
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Il litio è l'elemento chimico della tavola periodica degli elementi, che ha come simbolo Li e come numero atomico il 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 per lo stabilizzamento dell'umore.
Indice |
[modifica] Caratteristiche
Il litio è il più leggero dei metalli ed ha una densità pari a metà di quella dell'acqua. Come tutti i metalli alcalini, il litio reagisce facilmente con l'acqua e non si trova libero in natura a causa della sua attività. Ciononostante è meno reattivo del sodio, a dispetto della similitudine chimica. Se riscaldato, produce una fiamma color cremisi, ma quando brucia intensamente, la fiamma diventa bianco brillante. È un elemento univalente.
[modifica] Applicazioni
A causa del suo calore specifico (il più alto tra i solidi), il litio è usato in applicazioni per il trasferimento di calore. È inoltre un importante materiale anodico delle batterie, grazie al suo alto potenziale elettrochimico. Altri usi:
- I sali di litio, come il carbonato di litio (Li2CO3) 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.
- Il perossido 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).
[modifica] 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 C.G. 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 W.T. 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.
[modifica] Disponibilità
Il litio è largamente disponibile, ma non si trova in natura nella sua forma libera; 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 amblygonite sono i principali minerali che lo contengono.
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.
[modifica] 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 nuclosintesi 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.
[modifica] Precauzioni
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.
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.
