Movatterモバイル変換


[0]ホーム

URL:


Idi na sadržaj
WikipediaSlobodna enciklopedija
Pretraga

Litij

S Wikipedije, slobodne enciklopedije
Litij,  3Li
Litij uperiodnom sistemu
Hemijski element,Simbol,Atomski brojLitij, Li, 3
SerijaAlkalni metali
Grupa,Perioda,Blok1, 2,s
Izgledsrebreno-bijeli, sivi
Zastupljenost0,006[1][2] %
Atomske osobine
Atomska masa6,941[3]u
Atomski radijus (izračunat)145 (167) pm
Kovalentni radijus128 pm
Van der Waalsov radijus182 pm
Elektronska konfiguracija[He] 2s1
Broj elektrona uenergetskom nivou2, 1
Izlazni rad2,9[4]eV
1. energija ionizacije520,2 kJ/mol
Fizikalne osobine
Agregatno stanječvrsto
Mohsova skala tvrdoće0,6
Kristalna strukturakubična, prostorno orjentirana
Gustoća534 (pri 20 °C)[5][6] kg/m3
Magnetizamparamagnetičan (χm{\displaystyle \chi _{m}}= 1,4 · 10−5)[7]
Tačka topljenja453,69 K (180,54°C)
Tačka ključanja1603[8] K (1330°C)
Molarni volumen13,02 • 10-6 m3/mol
Toplota isparavanja136[8] kJ/mol
Toplota topljenja3 kJ/mol
Pritisak pare1,63Pa pri 453,7 K
Brzina zvuka6000 m/s pri 293,15 K
Specifična toplota3482[2] J/(kg · K) kod 298 K
Specifična električna provodljivost10,6 • 106S/m
Toplotna provodljivost85 W/(m · K)
Hemijske osobine
Oksidacioni broj+1
OksidLi2O
Elektrodni potencijal−3,04 V
Elektronegativnost0,98 (Pauling-skala)
Izotopi
IzoRPt1/2RAER(MeV)PR
6Li

7,4 %

Stabilan
7Li

92,6 %

Stabilan
Sigurnosno obavještenje
Oznake upozorenja

Nagrizajuće

C
Nagrizajuće

Lahko zapaljivo

F
Lahko zapaljivo
Obavještenja o riziku i sigurnostiR:14/15-34
S: (1/2-)8-43-45
Ako je moguće i u upotrebi, koriste seosnovne SI jedinice.
Ako nije drugačije označeno, svi podaci dobijeni su mjerenjima u normalnim uvjetima.

Litij (izvedeno izgrč. λίθος, líthos,kamen) jesthemijski element sa simbolomLi i rednim (atomskim) brojem 3. On jealkalni metal u drugoj periodiperiodnom sistemu elemenata. Litij je vrlo lahak metal i ima najmanju gustoću među svim čvrstim elementima (u standardnim uvjetima).

Zbog velike reaktivnosti, u prirodi se ne nalazi u elementarnom stanju. Na sobnoj temperaturi, samo na potpuno suhom zraku postojan je duže vrijeme, ali vrlo sporo reagira, dajućilitij-nitrid. Na vlažnom zraku na površini litija vrlo brzo formira se mat, sivi slojlitij-hidroksida. Kao i svi alkalni metali, elementarni litij reagira odmah već pri dodiru s vlagom na koži te tako može uzrokovati teške opekotine i povrede zbog nagrizanja. Mnogi spojevi litija koji u vodenim rastvorima dajuione litija smatraju se opasnima za zdravlje, za razliku od analognih spojevanatrija ikalija.

Litij

Kao mikroelement, litij u obliku svojih soli često je sastavni dio mineralnih voda. U ljudskom organizmu vrlo su male količine ovog elementa. Ne smatra se neophodnim za život i nema poznate biološke funkcije u organizmu. Međutim, neke njegove soli pokazuju medicinsko djelovanje i upotrebljavaju se ulitijskoj terapiji pri liječenjubipolarnih poremećaja,[9] manija, depresija i sličnih bolesti.

Historija

[uredi |uredi izvor]
Johan August Arfwedson je zaslužan za otkriće litija 1817

Smatra se da je litij otkrio švedski naučnikJohan August Arfwedson,[10] koji je 1817. primijetio prisustvo nekog nepoznatog elementa u mineralupetalitu (Li[4]Al[4][Si4O10]) a nedugo poslije također i umineralimaspodumenu (LiAl[Si2O6]) ilepidolitu (K(Li,Al)3[(Al,Si)4O10](F,OH)2), nakon analize mineralnih uzoraka sa ostrva Utö uŠvedskoj. Njegov akademski učiteljJacob Berzelius predložio je nazivlithion, izvedenicu iz grčkog λίθοςlíthoskamen, ime koje je izvedeno iz materijala iz kojeg je izoliran, slično kao i kod drugih, do tada poznatih, alkalnih metalanatrija ikalija, a kasnije se to ime ustalilo u svojoj latiniziranoj formilithium.[11] NjemačkihemičarChristian Gottlob Gmelin primijetio je 1818. godine da soli litija boje plamen u crvenu boju. Oba naučnika su narednih godina pokušavali dobiti ovaj element u čistom stanju. Ovo je uspjelo iste godineBrandeu iDavyu pomoću postupkaelektrolizelitij oksida (Li2O).

Robert Bunsen iAugustus Matthiessen uspjeli su 1855. pomoću elektrolizelitij-hlorida (LiCl) dobiti još veće količine elementarnog litija. Prva komercijalna proizvodnja počela je 1923. u njemačkoj kompaniji "Metallgesellschaft" (danasChemetall GmbH), gdje se dobijao pomoću elektrolize istopljene smjeselitij- (LiCl) i kalij-hlorida (KCl). Wilhelm Schlenk je 1917. sintetizirao prvi litijorganski spoj iz organskih spojevažive.[12] Sve do kraja Drugog svjetskog rata, osim upotrebe kao sredstvo za podmazivanje (mineralno ulje sa dodatkomlitij-stearata) i u industrijistakla (litij-karbonat ili litij-oksid), gotovo da i nisu postojae aplikacije u kojima se koristio litij. Međutim, to se promijenilo nakon što je SAD-u zatrebaotricij za pravljenjehidrogenske bombe, a koji se može dobiti iz litija. Počela je znatna proizvodnja litija, a jedno od najizdašnijih nalazišta bio je rudnik u blizini gradićaKings Mountain u Sjevernoj Karolini.[13] Pošto tricij ima vrlo kratkovrijeme poluraspada, neophodne količine litij su konstantno rasle, pa je SAD u periodu od 1953. do 1963. nagomilao ogromne zalihe ovog metala, koje su tek nakon završetkaHladnog rata 1993. dospjele na svjetsko tržište.[13]

Osim klasičnog rudarenja, jeftinije dobijanje litija je moguće i iz slanih voda. Danas se litij koristi u velikim količinama za razne svrhe kao što je proizvodnja baterija, zapolimerizaciju elastomera, u građevinarstvu te za organske sinteze u farmaciji i argohemijskoj industriji. Od 2007. najvažniji segment upotrebe litija su primarne (takozvane "litijske") baterije iakumulatori (sekundarne ililitij-ionske baterije).[14]

Osobine

[uredi |uredi izvor]

Fizičke

[uredi |uredi izvor]
Kristalna struktura litija, a = 351 pm[15]

Elementarni litij je srebreno-bijeli, mehki i lahki metal. Na sobnoj temperaturi je najlakši među svim čvrstim elementima (gustoća 0,534 g/cm3[16]). Samovodik u čvrstom stanju pri temperaturi od −260 °C ima manju gustoću od 0,0763 g/cm3.[16]

Poput drugih alkalnih metala, i litij se kristalizira u kubičnom, prostorno centriranom, gusto pakovanomkristalnom sistemu u prostornoj grupiIm3m sa parametrom rešetke a = 351 pm i dvije formulske jedinice po elementarnoj ćeliji. Na izuzetno niskimtemperaturama od 78 K mijenja se kristalna struktura spontanim prijelazom bilo u heksagonalnu strukturu tipa magnezija sa parametrima rešetke a = 311 pm i c = 509 pm ili izmjenom u izobličenu kubičnu strukturu tipabakra (kubična plošno centrirana) sa parametrom rešetke a = 438 pm. Tačan uzrok zbog čega se javlja jedna od ovih struktura nije poznat.[15]

Litij među ostalimalkalnim metalima ima najvišetačke topljenja iključanja kao i najvećispecifični toplotni kapacitet. Iako on ima najveću tvrdoću od svih alkalnih metala, može se rezati nožem a njegovaMohsova tvrdoća iznosi 0,6.[6][17] Kao tipičan metal, dobar je provodnik struje (provodljivost oko 18% od provodljivosti bakra[1]) kao i toplote.

Litij ispoljava veliki broj sličnosti samagnezijem, što se, između ostalog, iskazuje i i činjenici javljanja heterotipskih miješanih kristala od litija i magnezija, a koji imaju osobinu izodimorfije. Iako se magnezij najgušće kristalizira heksagonalno, dok se nasuprot njega litij kristalizira u kubičnu prostorno centriranu kuglastu rešetku, oba metala se moguheterotipski miješati.[18] Međutim, ovo se dešava samo u vrlo ograničenom rasponu koncentracija, pri čemu kod suviška neke od komponenti, jedna od njihnameće (prisiljava da promijeni) kristalnu rešetku drugoj.

Ion litija sa −520 kJ/mol[19] ima najvišuentalpiju hidratacije među svim ionima alkalnih metala. Stoga se on uvodi u potpunosti hidratizira i snažno privlači molekule vode. Ion litija gradi dvije hidratne ljuske, jednu unutrašnju sa četiri molekule vode, koja je izuzetno snažno povezana sa litijevim ionom preko svojih atoma kisika, te jednu vanjsku ljusku, koja je povezana sa ionom Li[H2O]4+ preko "vodikovog mosta" sa drugim molekulima vode. Zbog toga jeionski radijus hidratiziranih iona litija veoma velik, veći čak i od nekih iona teških alkalnih metala kao što surubidij icezij, koji u vodenim rastvorima ne grade takvu vrstu snažno vezanih hidratnih ljuski.

Lewisova formula dilitija

Ugasovitom stanju, litij se ne nalazi u vidu pojedinačnih atoma, već u molekularnom stanju kao dilitij Li2. Na taj način jednovalentni litij dostiže popunjenus-atomsku orbitalu a time i energetski povoljniju situaciju.Dilitij ima dužinu veze od 267,3 pm i energiju veze od 101 kJ/mol.[20]

Hemijske

[uredi |uredi izvor]
Metalni litij obložen nitridom zbog kontakta sa zrakom

Litij je, kao i svi drugi alkalni metali, vrlo reaktivan i vrlo lahko reagira sa mnogim elementima i spojevima (poputvode dajući toplotu). Među svim alkalnim metalima, on je najviše reaktivan. Posebnost, po kojoj se litij razlikuje od drugih alkalnih metala je njegova reakcija sa molekularnimdušikom gradećilitij nitrid, reakcija koja se polahko odvija već i na sobnoj temperaturi:

6 Li +N2 20C 2 Li3N{\displaystyle \mathrm {6\ Li\ +N_{2}\ {\xrightarrow {20\,^{\circ }C}}\ 2\ Li_{3}N} }.

Ovo je moguće zbog velikegustoće naboja iona litija Li+ te tako i velike energije rešetke litij nitrida. Litij sa -3,04 V[19] ima najnižielektrodni potencijal u cijelom periodnom sistemu, te je stoga i najmanje plemeniti element od svih. Kao i svi alkalni metali, elementarni litij se može čuvati ukerozinu (petroleumu) iliparafinskom ulju, jer u suprotnom reagira sa dušikom ikisikom iz zraka.

Pošto su radijusi iona litija Li+ i magnezija Mg2+ slični po veličini, također postoje i određene sličnosti u osobinama litija odnosno njegovih spojeva samagnezijem ili spojevima magnezija. Ova sličnost u osobinama između dva elementa iz susjednih grupa periodnog sistema poznata je i kaodijagonalna veza (dijagonalni efekt). Tako litij, za razliku odnatrija, gradi mnoge metalnoorganske spojeve (organolitijske spojeve), poputbutil-litija ilimetil-litija. Ista sličnost uočena je i izmeđuberilija ialuminija, kao i izmeđubora isilicija.

Izotopi

[uredi |uredi izvor]

U prirodi se javljaju oba stabilnaizotopa litija6Li (7,6 %) i7Li (92,4 %). Osim njih, poznato je još nekoliko nestabilnih izotopa počev od4Li preko8Li do12Li, koji se mogu dobiti samo vještačkim putem. Njihovavremena poluraspada iznose samo nekoliko milisekundi.[21]

Reakcije izotopa litija i vodika u Castle-Bravo termonuklearnoj bombi. Planirane (expected) i stvarne (got) reakcije izotopa7Li

Izotop6Li ima vrlo važnu ulogu u tehnologiji nuklearne fuzije. Pored uloge u nuklearnim fuzijskim reaktorima, služi i kao polazni materijal za dobijanjetricija u hidrogenskoj bombi, koji je neophodan za fuziju sadeuterijem kojom se proizvodi enormna količina energije.

Tricij nastaje uplaštu fuzijskog reaktora (takozvanomblanketu) ili unutar hidrogenske bombe pored helija bombardiranjem litija6Lineutronima, koji nastaju tokomfuzije, a prema sljedećoj nuklearnoj reakciji:

36Li+n24He+13T+4,78 MeV{\displaystyle \mathrm {\,_{3}^{6}Li+n\rightarrow \,_{2}^{4}He+\,_{1}^{3}T+4{,}78\ MeV} }.

Također, moguća je i reakcija

37Li+n24He+13T+n2,74 MeV{\displaystyle \mathrm {\,_{3}^{7}Li+n\rightarrow \,_{2}^{4}He+\,_{1}^{3}T+n-2{,}74\ MeV} }

ali je ona manje pogodna.

Iz ovog razloga, izotop6Li se izdvaja pri proizvodnji litija.[22] Razdvajanje izotopa se može vršiti naprimjer putem razmjene izotopa litijamalgama i nekog rastvorenog litijevog spoja (poput litij-hlorida uetanolu). Pri tome se može dostići prinos od oko 50%.[23]

Izotop7Li nastaje u neznatnim količinama u nuklearnim centralama putem nuklearne reakcije izotopabora10B (korišten kao usporivač neutrona) sa neutronima.[24]

 510B+n37Li+24He+γ{\displaystyle \mathrm {\,_{\ 5}^{10}B+n\rightarrow \,_{3}^{7}Li+\,_{2}^{4}He+\gamma } }

Oba izotopa litija6Li i7Li korištena su u eksperimentima sa ultrahladnim kvantnim gasovima. Tako je načinjen i prviBose-Einsteinov kondenzat sa (bozon) izotopom7Li.[25] Međutim6Li jefermion[26][27] te su naučnici 2003. godine uspjeli molekulu ovog izotopa pretvoriti usuperfluid.[28]

Litij pluta u ulju

Rasprostranjenost

[uredi |uredi izvor]
Petalit

Zemljina kora sadrži oko 0,006 % litija.[1] Time je nešto rjeđi odcinka,bakra ivolframa, a u Zemljinoj kori je otprilike rasprostranjen kao ikobalt,kalaj iolovo. Iako je litij rasprostranjen otprilike kao i olovo, njegova proizvodnja je vrlo teška zbog malehne koncentracije i velike raspršenosti.[29] Procijenjene i identificirane količine litija na Zemlji iznose više od 29 miliona tona, dok sirovinska baza iznosi oko 13 miliona tona (stanje 2011).[30] Procijenjene dostupne rezerve u 2009. godine iznosile su oko 4,1 miliona tona.[31]

Litij se nalazi i u vodi za piće kao i nekim prehrambenim namirnicama poput mesa, ribe, jaja i mliječnih proizvoda. Tako naprimjer 100 grama mesa sadrži oko 100 μg litija.[32]

Primarna nalazišta

[uredi |uredi izvor]

Litij se nalazi u sastavu nekihminerala kao litij-pegmatit. Neki od najvažnijih minerala suambligonit (LiAl[PO4]F),lepidolit (K(Li,Al)3[(Al,Si)4O10](F,OH)2),petalit (kastor, LiAl[Si4O10]) ispodumen (trifan; LiAl[Si2O6]). Ovi minerali imaju sadržaj litija do najviše 9% (kod ambligonita). Druge, mnogo rjeđe, rude litija sukriolitionit (Li3Na3[AlF6]2), u kojem je pronađen najveći udio litija među svim mineralima,trifilin (Li(FeII,MnII)[PO4]) icinvaldit (K(Li,Fe,Al)3[(Al,Si)4O10](F,OH)2).

Litijevi minerali se nalaze u sastavu mnogih silikatnih stijena, ali uglavnom u veoma niskim koncentracijama. Ne postoje njegova velika nalazišta. Pošto je izdvajanje litija iz ovih minerala uslovljeno velikim troškovima, danas ono za dobijanje litija ili njegovih spojeva igra manju ulogu, ali se to može promijeniti zbog očekivanog porasta potražnje za njim. Također, vrše brojna istraživanja širom svijeta u oblasti lakšeg i isplativijeg dobijanja litija. Među najvećim rudnicima litija su rudnici Greenbushes[33] i Mt. Cattlin uZapadnoj Australiji, u kojima se kopa mineral pegmatit sa velikom koncentracijom litija, a litij se dobija i kao sporedni proizvod pri proizvodnji metalatantala. I u drugim zemljama kao što suKanada iRusija, te do 1998. u SAD kod gradaBassemer City,Sjeverna Karolina, iskopava se mineral spodumen iz kojeg se izdvaja litij.[34]

Za najveće nalaziše litija u Evropi smatra se okrugWolfsberg u austrijskoj pokrajiniKoruška. Nakon završetka probnih bušenja krajem 2013. godine, australijskiGlobal Strategic Metals planira u Wolfsbergu početi sa kopanjem litijeve rude počev od 2016. godine.[35] Međutim, neki kritičari naglašavaju da je takav projekat neisplativ, jer se ruda nalazi duboko u stijenama, te da su troškovi kopanja u usporedbi sa površinskim kopovima uČileu ogromni.

Sekundarna nalazišta

[uredi |uredi izvor]
Rudarska proizvodnja litija (2011.) i rezerve u tonama[36]
DržavaProizvodnjaRezerve[37]
Argentina3.200850.000
Australija9.260970.000
Brazil16064.000
Kanada (2010)480180.000
Čile12.6007.500.000
Kina5.2003.500.000
Portugal82010.000
Zimbabve47023.000
Ukupno svijet34.00013.000.000

Litijeve soli, naročitolitij-hlorid, nalaze se u sastavu mnogih slanih depozita, uglavnom isušenih mora i slanih jezera. Njegova koncentracija na tim mjestima može iznositi i do jedanpostotak. Za kvalitet slanih naslaga, osim koncentracije litija, važni su i omjeri količinamagnezija i litija. Danas se litij dobija uglavnom uČileu (Salar deAtacama), (gdje su pronađene naslage sa sadržajem litija od 0,16% što je među najvišim u svijetu[29]),Argentini (Salar de Hombre Muerto), SAD (Silver Peak,Nevada) iKini (jezero Zhabuye, Tibet, jezero Taijinaier, Qinqhai). Postoje i druga slana jezera sa velikim sadržajem litija, ali se ona trenutno ne eksploatiraju, naprimjer u Kini, Argentini,Afganistanu i naročito uBoliviji, gdje je u slanom jezeru Salar de Uyuni procijenjeno da se nalazi oko 5,4 miliona tona litija, što možda predstavlja najveće nalazište.[31]

Kao povezani i nusproizvodi pri proizvodnji litija često se javljajukalij-karbonat (potaša),boraks,cezij irubidij.

Razne biljke kao što suduhan ili vrste iz rodaRanunculus uzimaju litijeve spojeve iz zemljišta i skladište ih u sebi. Prosječni udio litijevih spojeva u suhoj masi tih biljaka iznosi između 0,5ppm i 3 ppm. U vodama svjetskih mora nalazi se i litij u srednjoj koncentraciji od 180 ppb dok se u tekučim vodama nalazi u koncentraciji do 3 ppb.

Zbog očekivanog porasta potražnje za litijem za potrebe proizvodnje baterija i akumulatora za vozila na električni pogon, danas mnoge kompanije istražuju isplative načine dobijanja minerala i slanih naslaga u kojima ima dovoljno litija u mnogim regijama svijeta, uključujući i Evropu.[38]

U svemiru

[uredi |uredi izvor]

NakonVelikog praska, osim izotopavodika ihelija, nastale su i znatne količine izotopa litija7Li. Međutim, najveći dio od ovog litija danas ne postoji, jer je on uzvijezdamafuzionirao sa vodikom u procesu proton-proton reakcije II te je tako potrošen.[39]

Usmeđim patuljcima masa i temperatura zvijezde nisu dovoljno visoke za fuziju vodika, jer njena masa ne doseže neophodnu veličinu od otprilike 75 mâsaJupitera. Tako litij nastao tokom Velikog praska ostaje u smeđim patuljcima sadržan u velikim količinama. Iz ovih razloga, litij je također relativno rijedak element i usvemiru, ali njegovo prisustvo može poslužiti kao dokaz postojanja smeđih patuljaka.[40]

Udio litija u raznim zvijezdama je dosta različita, čak i kada su njihove mase, starost ilimetalicitet vrlo slični. Vjerovalo se daplanete mogu imati utjecaj na sadržaj litija neke zvijezde. Ukoliko naprimjer neka zvijezda nema planeta koje kruže oko nje, smatralo se da je udio litija u njoj vrlo visok, dok zvijezde poputSunca koje su okružene brojnim planetama, sadrže vrlo malo litija u sebi. Uzrok tome se prepostavlja da planete svojim gravitacijskim utjecajima doprinose na snažno miješanje vanjskih i unutrašnjih slojeva u zvijezdi, tako da više litija dospijeva u područja unutar zvijezde gdje je dovoljno visoka temperatura za odvijanje procesa fuzije.[41]

Dobijanje

[uredi |uredi izvor]

Iz slanih rastvora koji sadrže litij, može se istaložiti litij-karbonat razblaživanjem vodom i dodavanjemnatrij-karbonata (sode). Zatim se uparava slana voda u zraku sve dok udio litija ne pređe 0,5%. Dodavanje natrij karbonata iz nje se počinje taložiti teško rastvorljivi litij karbonat:

2 LiCl +Na2CO3  Li2CO3+ 2 NaCl{\displaystyle \mathrm {2\ LiCl\ +Na_{2}CO_{3}\ \longrightarrow \ Li_{2}CO_{3}\downarrow +\ 2\ NaCl} }.

Neračunajući proizvodnju u SAD, tokom 2008. godine u svijetu je proizvedeno oko 27.400 tona litija,[31] a uglavnom se na tržištu prodavao u obliku litij karbonata (Li2CO3). Od ove količine 12.000 tona otpada načileanskuSalar de Atacama, a gotovo 7.000 tona na australijski rudnikGreenbushes.

Da bi se dobio metalni litij, prvo se litij karbonatu mora dodatihlorovodična kiselina. Pri tome nastajeugljik dioksid koji se izdvaja kao gas, te preostaje rastvorenilitij-hlorid. Ovaj rastvor se stavlja uvakuumski isparivač gdje isparava, sve dok se hlorid ne iskristalizira:

Li2CO3+ 2 H3O++ 2 Cl 2 Li++ 2 Cl+CO2+ 3 H2O{\displaystyle \mathrm {Li_{2}CO_{3}+\ 2\ H_{3}O^{+}+\ 2\ Cl^{-}\longrightarrow \ 2\ Li^{+}+\ 2\ Cl^{-}+CO_{2}\uparrow +\ 3\ H_{2}O} }

Uređaji i oprema koja se koristi za dobijanje litij-hlorida moraju biti načinjeni iz posebnih vrstačelika ili leguranikla, jer slani rastvor djeluje izuzetno korozivno. Metalni litij se dobijaelektrolizom topivim elektrodama pri temperaturi od 352 °C iz istopljeneeutektične smjese iz 52 masena postotka litij-hlorida i 48 masena postotka kalij-hlorida:

Li++e elektroliza352C Li{\displaystyle \mathrm {Li^{+}+\mathrm {e} ^{-}\ {\xrightarrow[{elektroliza}]{352\,^{\circ }C}}\ Li} }

odnosno:

KCl+LiCl elektroliza352C K+Li+Cl2{\displaystyle \mathrm {KCl+LiCl\ {\xrightarrow[{elektroliza}]{352\,^{\circ }C}}\ K+Li+Cl_{2}} }.

Međutim, u procesu elektrolize, kalij se ne izdvaja jer u istopljenom hloridu on ima nižielektrodni potencijal. Za razliku od njega, tragovi natrija se izdvajaju, te čine litij izuzetno reaktivnim (što je prednost uorganskoj hemiji, ali ne i za Li-baterije). Tečni litij se skuplja na površinielektrolita, te se relatno lahko može izdvojiti iz elektrolitičke ćelije. Litij je također moguće dobiti i elektrolizom litij-hlorida upiridinu. Ova metoda je posebno pogodna za laboratorijsko dobijanje manjih količina litija.

Upotreba

[uredi |uredi izvor]
Litijska baterija

Najveći dio proizvedenih soli litija se ne reducira do metalnog litija, već se koristi bilo direktno kaolitij-karbonat,litij-hidroksid,litij-hlorid,litij-bromid ili se prevodi u neki drugi spoj litija. Kao metal, on je neophodan u određenom broju aplikacija, među kojima je najviše u industriji baterija i industrijistakla ikeramike. Najvažniji vidovi upotrebe njegovih spojeva navedeni su u odjeljku „spojevi“.

Kao metal

[uredi |uredi izvor]

Dio proizvedenog metalnog litija koristi se za dobijanje njegovih spojeva, koji se ne mogu direktno dobiti iz litij karbonata. To su, u prvom redu, organolitijski spojevi poputbutil-litija, spojeva litija ivodika kaolitij-hidrida (LiH) ililitij aluminij-hidrida kao ilitij-amida. Zbog mogućnosti litija da reagira direktno sadušikom, koristi se i za uklanjanje tog gasa tamo gdje je to neophodno.

Metalni litij je izuzetno snažno redukcijsko sredstvo. On reducira mnoge materijale, koji inače ne reagiraju sa drugim redukcijskim sredstvima. Upotrebljava se i za djelomično hidriranje aromatskih spojeva (Birchova redukcija). Umetalurgiji, koristi se za odstranjivanjesumpora iz istopljenogželjeza, dezoksidaciju i uklanjanjeugljika iz istopljenih metala.

Pošto litij ima veoma nizaknormni potencijal, može se upotrebljavati u baterijama kaoanoda. Takve litijske baterije imaju vrlo velikugustoću energije a mogu proizvesti posebno visokelektrični napon. Treba razlikovati litijske baterije koje se ne mogu ponovno puniti sa punjivim litij-ionskim baterijama (akumulatorima), kod kojih se kao katoda koristi metalni oksid litija kao naprimjer litij kobalt oksid a na strani anode koristi segrafit ili neki spoj na kojem interkaliraju ioni litija.[42]

Sastojak legura

[uredi |uredi izvor]

Litij se ponekad dodaje drugim metalima pri njihovomlegiranju, radi poboljšanja njihovih osobina. Često za u te svrhe budu dovoljne i vrlo malehne količine litija. Mnogim supstancama dodavanje litija poboljšava otpornost na izvlačenje, tvrdoću i mehaničku elastičnost. Jedan od primjera legura sa litijem je takozvaniBahnmetall (njem.željeznički metal), leguraolova sa oko 0,04% litija, koja se koristi u Njemačkoj kao materijal za izraduvaljkastih ležaja na željeznicama. Također i u magnezijskim i aluminijskim legurama, litij se dodaje za poboljšanje mehaničkih osobina. Istovremeno, legure litija su vrlo lahke i stoga se često koriste i u avionskoj i svemirskoj tehnici.

Istraživanje (atomska fizika)

[uredi |uredi izvor]

U oblastiatomske fizike, litij se vrlo često upotrebljava, jer je kao6Li jedini među alkalnim metalima sa stabilnimfermionskim izotopom, zbog čega je pogodan za istraživanje efekata u ultrahladnim fermionskim kvantnim gasovima. Istovremeno, iskazuje veoma široku Feshbach rezonancu, koja omogućava da se dužina raspršenja između atoma podešava po želji, pri čemu se ne mora posebno precizno održavatimagnetno polje zbog širinerezonance.

Nuklearna fuzija
[uredi |uredi izvor]

Litij-6 se cijeni kao izvorni materijal za proizvodnjutricija i kaoapsorber neutrona unuklearnoj fuziji. Prirodni litij sadrži oko 7,5% litija-6 iz kojeg su velike količine litija-6 proizvedeneseparacijom izotopa za upotrebu unuklearnom oružju.[43] Litij-7 je postao interesantan za upotrebu urashladnim tečnostimanuklearnih reaktora.[44]

Litij deuterid je biofuzijsko gorivo izbora u ranim verzijamahidrogenske bombe. Kada su bombardovanineutronima, i6Li i7Li proizvodetricij - ova reakcija, koja nije bila u potpunosti shvaćena kada suhidrogenske bombe prvi put testirane, bila je odgovorna za neuspjehnuklearnog testaCastle Bravo. Tricij se spaja sdeuterijem u reakcijifuzije koju je relativno lahko postići. Iako detalji ostaju tajni, litij-6 deuterid očito još uvijek igra ulogu u modernomnuklearnom oružju kao fuzijski materijal.[45]

Medicina

[uredi |uredi izvor]

Već od 1850. litij se počeo koristiti u medicini zapadnoevropskih zemalja kao sredstvo protivgihta. Međutim, nije se pokazao djelotvoran. I drugi vidovi upotrebe litijevih soli u medicini su također ostali bezuspješni, između ostalih i kao sredstvo protiv infektivnih bolesti.

Tek 1949. australijski fizijatarJohn Cade opisao je moguću oblast upotrebe litijevih soli. On je zamorcima ubrizgavao različite hemijske spojeve, između ostalih i soli litija, od čega su oni mnogo slabije reagirali na vanjske podražaje, te su bili mnogo mirniji ali ne i pospani.[46] Tek nakon što je isto isprobao i na sebi između 1952. i 1954. Cade je podržao upotrebu litij karbonata kao lijeka u terapiji depresivnih,shizofrenih i maničnih pacijenata, a nakon provedene opsežne studije na psihijatrijskoj bolnici uRisskovu (Danska).[47] Time su postavljeni budući temelji današnje terapije litijem.

Spojevi

[uredi |uredi izvor]

Litij je veoma reaktivan i sa većinom nemetala gradi spojeve u kojima se uvijek nalazi u oksidacijskom stanju +I. Ovi spojevi su uglavnom načinjeniionskom vezom, ali za razliku od spojeva drugih alkalnih metala imaju veliki kovalentni udio. To se iskazuje između ostalog i po tome što su mnoge soli litija, za razliku od odgovarajućihnatrijevih i kalijevih soli, dobrorastvorljive u organskim rastvaračima poputacetona ietanola.

Neki od neorganskih spojeva litija su:

Za razliku od većine drugih alkalnometalnih organskih spojeva, litijevi organski spojevi imaju značajnu ulogu naročito uorganskoj hemiji. Od posebnog značaja sun-butil-litij,tert-butil-litij, metil-litij i fenil-litij.

Reference

[uredi |uredi izvor]
  1. 123dtv-Atlas Chemie.1 (9 izd.). dtv. 2000.ISBN 9783423032179.
  2. 12Harry H. Binder (1999).Lexikon der chemischen Elemente. Stuttgart: S. Hirzel Verlag.ISBN 3-7776-0736-3.
  3. Michael E. Wieser, Tyler B. Coplen (2010). "Atomic weights of the elements 2009 (IUPAC Technical Report)".Pure and Applied Chemistry: 1.doi:10.1351/PAC-REP-10-09-14.
  4. Ludwig Bergmann, Clemens Schaefer, Rainer Kassing (2005).Lehrbuch der Experimentalphysik, Band 6: Festkörper (2 izd.). Walter de Gruyter. str. 361.ISBN 978-3-11-017485-4.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
  5. N. N. Greenwood, A. Earnshaw (1988).Chemie der Elemente (1 izd.). Weinheim: VCH. str. 97.ISBN 3-527-26169-9.
  6. 12""Lithium".The Gale Encyclopedia of Science. Gale. 2008.ISBN 978-1578516803. Pristupljeno 5. 9. 2014.
  7. Robert C. Weast, ured. (1990).CRC Handbook of Chemistry and Physics. Boca Raton: CRC (Chemical Rubber Publishing Company). str. E-129 do E-145.ISBN 0-8493-0470-9.
  8. 12Yiming Zhang, Julian R. G. Evans, Shoufeng Yang (2011). "Corrected Values for Boiling Points and Enthalpies of Vaporization of Elements in Handbooks".Journal of Chemical & Engineering Data.56: 328–337.doi:10.1021/je1011086.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
  9. "Lithium".
  10. "Johan August Arfwedson | Swedish chemist | Britannica".www.britannica.com (jezik: engleski). Pristupljeno 24. 6. 2024.
  11. N. Figurowski (1981).Die Entdeckung der chemischen Elemente und der Ursprung ihrer Namen. Köln: Aulis-Verlag Deubner. str. 135.ISBN 3-7614-0561-8.
  12. C. Elschenbroich (2009).Organometallchemie (6 izd.). Leipzig: Teubner B.G. Gmbh. str. 16.ISBN 9783835192232.
  13. 12Jessica Elzea Kogel (2006).Industrial minerals & rocks: commodities, markets, and uses (7 izd.). SME. str. 599.ISBN 978-0-87335-233-8.
  14. United States Geological Survey:Minerals Yearbook 2007: LithiumArhivirano 17. 7. 2010. naWayback Machine. (PDF), 2007.
  15. 12K. Schubert: Ein Modell für die Kristallstrukturen der chemischen Elemente u:Acta Crystallographica 30, 1974, str. 193–204,doi:10.1107/S0567740874002469.
  16. 12Arnold F. Holleman, Egon Wiberg, Nils Wiberg (1985).Lehrbuch der Anorganischen Chemie (91–100 izd.). Berlin: de Gruyter. str. 928–931.ISBN 3-11-007511-3.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
  17. Litij na stranici webelements.com, fizičke osobine.
  18. H. Malissa:Die Trennung des Lithiums vom Magnesium in Lithium-Magnesium-Legierungen. u:Fresenius’ Journal of Analytical Chemistry. 171, br. 4, 1959, str. 281–282,doi:10.1007/BF00555410.
  19. 12M. Binnewies (2004).Allgemeine und Anorganische Chemie (1 izd.). Spektrum Verlag. str. 241.ISBN 978-3827402080.
  20. Mark J. Winter (1994).Chemical Bonding. Oxford University Press.ISBN 0-19-855694-2.
  21. The Nubase evaluation of nuclear and decay propertiesArhivirano 24. 7. 2013. naWayback Machine (PDF, engl.).
  22. ABC oružje.
  23. Richard Bauer (1985). "Lithium – wie es nicht im Lexikon steht".Chemie in unserer Zeit.19 (5): 167–173.doi:10.1002/ciuz.19850190505.
  24. Martin Volkmer (2007).Kernenergie Basiswissen(PDF). Inforum. str. 39.ISBN 3-926956-44-5. Arhivirano soriginala(pdf), 17. 6. 2012. Pristupljeno 29. 11. 2014.
  25. C. C. Bradley, C. A. Sackett, J. J. Tollett, R. G. Hulet:Evidence of Bose-Einstein Condensation in an Atomic Gas with Attractive Interactions. u:Physical Review Letters 75, br. 9, 1995, str. 1687–1690,doi:10.1103/PhysRevLett.75.1687 (PDF[mrtav link]).
  26. Fermionic Studies in6Lithium
  27. A. V. Ling (2006).Focus on Boson Research. Nova Publishers. str. 184.ISBN 9781594545207.
  28. S. Jochim, M. Bartenstein, A. Altmeyer, G. Hendl, S. Riedl, C. Chin, J. Hecker Denschlag, R. Grimm:Bose-Einstein Condensation of Molecules. u:Science. 302, br. 5653, 2003, str. 2101–2103,doi:10.1126/science.1093280
  29. 12VDI nachrichten:Lithium – ein Spannungsmacher auf KreislaufkursArhivirano 7. 4. 2020. naWayback Machine. 7. januar 2011, str. 3.
  30. USGS 2011(PDF)Arhivirano[Date missing] na: ghostarchive.org[Error: unknown archive URL].
  31. 123Lithium na USGS Mineral Resources, 2009 (PDF).
  32. Onmeda Nährstoff-Lexikon, stanje 10. juni 2009.
  33. "Greenbushes Lithium". Arhivirano soriginala, 10. 12. 2014. Pristupljeno 26. 11. 2014.
  34. Meridian International Research:The trouble with Lithium 2. (PDF) Martainville, maj 2008.
  35. ORF.at:Lithiumabbau in der Zielgeraden, 22. septembar 2014.(de)
  36. U.S. Geological Survey, 2012,commodity summariesArhivirano 3. 3. 2016. naWayback Machine 2011: U.S. Geological Survey
  37. DodaciArhivirano 6. 11. 2011. naWayback Machine; Po definicijama USGS, bazne rezerve obuhvatajuone dijelove resursa koji imaju dovoljan potencijal da postanu ekonomski dostupne u okviru planiranih nivoa a izvan onih koji pretpostavljaju dokazane tehnologije i trenutne ekonomije. Bazna rezerva uključuje one resurse koji su trenutno ekonomični (rezerve), granično ekonomični (granične rezerve) i neke od onih koji su trenutno neekonomični (subekonomski resursi).
  38. Die weiße Hoffnung[mrtav link]. u:FAZ.27. januar 2011, str. 19.
  39. Wo das ganze Lithium geblieben ist. na stranici:wissenschaft.de
  40. Über braune Zwerge.
  41. Garik Israelian, Elisa Delgado Mena, Nuno C. Santos, Sergio G. Sousa, Michel Mayor, Stephane Udry, Carolina Domínguez Cerdena, Rafael Rebolo, Sofia Randich (2009). "Enhanced lithium depletion in Sun-like stars with orbiting planets".Nature (462): 189–191.doi:10.1038/nature08483.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
  42. O litijskim baterijamaArhivirano 24. 1. 2009. naWayback Machine na stranici TU Graz (PDF).
  43. Makhijani, Arjun & Yih, Katherine (2000).Nuclear Wastelands: A Global Guide to Nuclear Weapons Production and Its Health and Environmental Effects. MIT Press. str. 59–60.ISBN 978-0-262-63204-1.Arhivirano s originala, 13. 6. 2016.
  44. National Research Council (U.S.). Committee on Separations Technology and Transmutation Systems (1996).Nuclear wastes: technologies for separations and transmutation. National Academies Press. str. 278.ISBN 978-0-309-05226-9.Arhivirano s originala, 13. 6. 2016.
  45. Barnaby, Frank (1993).How nuclear weapons spread: nuclear-weapon proliferation in the 1990s. Routledge. str. 39.ISBN 978-0-415-07674-6.Arhivirano s originala, 9. 6. 2016.
  46. J. Cade (1949). "Lithium salts in the treatment of psychotic excitement".Med. J. Australia.36: 349–352.PMID 18142718.
  47. M. Schou (2001).Lithiumbehandlung der manisch-depressiven Krankheit. Thieme.ISBN 3-13-593304-0.

Vanjski linkovi

[uredi |uredi izvor]
Commons logo
Commons logo
Commons ima datoteke na temu:Litij
  • Bauer Michael; et al. (2006).Lithium in Neuropsychiatry (1 izd.). Informa Healthcare.ISBN 9781841845159.Eksplicitna upotreba et al. u:|author= (pomoć)
  • Hobbs, L. M.; Thorburn, J. A. (juni 1994):Lithium isotope ratios in six halo stars, The Astrophysical Journal, vol. 428, no. 1, pt. 1, str. L25-L28,doi:10.1086/187384
  • Litij naLenntechu
Normativna kontrolaUredi na Wikipodacima
Preuzeto iz "https://bs.wikipedia.org/w/index.php?title=Litij&oldid=3798577"
Kategorije:
Sakrivene kategorije:

[8]ページ先頭

©2009-2026 Movatter.jp