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Litio

Litio
Información sobre la plantilla
Litio.jpg
Información general
Grupo,período,bloque:1, 2, s
Densidad:535 kg/m3
Apariencia:Blanco plateado/gris

Litio (griego: λιθίον, «piedrecita» ). Es un elemento químico de símbolo Li y número atómico 3. En la tabla periódica, se encuentra en el grupo 1, entre los elementos alcalinos.

Caraterísticas

En su forma pura, es un metal blando, de color blanco plata, que se oxida rápidamente en aire o agua. Es el elemento sólido más ligero y se emplea especialmente en aleaciones conductoras del calor, en baterías eléctricas y, sus sales, en el tratamiento de ciertos tipos de depresión. Es el metal más ligero, su densidad es la mitad de la del agua. Al igual que los demás metales alcalinos es univalente y muy reactivo, aunque menos que el sodio, por lo que no se encuentra libre en la naturaleza. Acercado a una llama la torna carmesí pero, si la combustión es violenta, la llama adquiere un color blanco brillante.

Nomenclatura

El litio toma su nombre del griego λίθoς -ου, "piedra". El nombre del elemento proviene del hecho de haber sido descubierto en un mineral, mientras que el resto de los metales alcalinos fueron descubiertos en tejidos de plantas.

Historia

El litio fue descubierto por Johann Arfvedson en 1817. Arfvedson encontró el nuevo elemento en la espodumena y lepidolita de una mina de petalita, LiAl (Si2O5)2, de la isla Utö (Suecia) que estaba analizando. En 1818 C.G. Gmelin fue el primero en observar que las sales de litio tornan la llama de un color rojo brillante. Ambos intentaron, sin éxito, aislar el elemento de sus sales, lo que finalmente consiguieron W.T. Brande y Sir Humphrey Davy mediante electrólisis del óxido de litio.

En 1923 la empresa alemana Metallgesellschaft AG comenzó a producir litio mediante la electrólisis del cloruro de litio y cloruro de potasio fundidos. En el 2010, las baterías de litio se han convertido en el arma principal para reemplazar a los contaminantes combustibles fósiles. El Salar de Uyuni, en Bolivia, concentra la mitad de la reserva mundial de ese mineral.

El crecimiento acelerado en el uso del ion-litio ha provocado que una tonelada de litio suba su precio, desde los 350 dólares que costaba en 2003 hasta los 3.000 dólares en 2009. Fabricantes de coches como Mitsubishi, Nissan, Ford y BMW impulsan proyectos para producir coches que usen baterías de iones de litio. La estadounidense General Motors anunció para 2010 el lanzamiento de su modelo Volt, un híbrido que funciona con batería de litio y un motor a gasolina.

Hasta la fecha cuatro empresas interesadas en explotar esta reserva han tomado contacto con el gobierno de Bolivia: las japonesas Mitsubishi y Sumimoto, el industrial francés Vincent Bolloré y la surcoreana LG Chem Ltd., que fabricará las baterías de ión-litio para la General Motors. El Gobierno también está interesado en esta explotación, aunque a condición de que el litio se exporte industrializado. Para ello comenzó la instalación de una planta piloto junto al Salar de Uyuni, que producirá carbonato de litio a partir de abril de 2010.

«El Gobierno condicionó la explotación de litio a que de forma paralela a esta actividad desarrolle la industrialización del mineral en el país y no se lo venda como simple materia prima», explicó el director general del Ministerio de Minería, Freddy Beltrán. No obstante, los objetivos del Gobierno van incluso más allá. Según el ministro de Minería, el estado esta interesado en crear una industria de automóviles que funcionen con baterías de litio.

El 1 de abril de 2008, emitió el decreto supremo 29496, por el cual el Gobierno declara de «prioridad nacional el proceso de explotación e industrialización del litio del Salar de Uyuni». Jerome Clayton Glenn, director del Proyecto Milennum de la Organización de Naciones Unidas, quien llegó a Bolivia para participar en el foro Cambio Climático y Crisis Alimentaria, aseguró que este país «en el futuro se podría convertir en un proveedor del combustible del transporte del planeta».

Según Glenn, «Bolivia puede ser la Arabia Saudí del litio para baterías eléctricas», criterio que es compartido por muchos en el país. «Si Bolivia planteara bien sus objetivos, sería posible desarrollar una industria en cadena, que permita generar la cadena de valor hasta llegar a diseñar y fabricar las baterías de vehículos, móviles, etc., en suelo boliviano».

Aplicaciones

Por su elevado calor específico, el litio se emplea en aplicaciones de transferencia de calor, y por su elevado potencial electroquímico constituye un ánodo adecuado para las baterías eléctricas. También se le dan los siguientes usos:

  • Las sales de litio, particularmente el carbonato de litio (Li2CO3) y el citrato de litio, se emplean en el tratamiento de la manía y la depresión bipolar, aunque últimamente, se ha extendido su uso a la depresión unipolar. Es un estabilizador del estado de ánimo. Se piensa que su eficacia contra estos trastornos se basa en sus efectos antagonistas sobre la función serotoninérgica.
  •  El cloruro de litio y el bromuro de litio tienen una elevada higroscopicidad por lo que son excelentes secantes. El segundo se emplea en bombas de calor de absorción, entre otros compuestos como el nitrato de litio.
  •  El estearato de litio es un lubricante de propósito general en aplicaciones a alta temperatura.
  • El litio es un agente altamente empleando en la síntesis de compuestos orgánicos, usado para la coordinación de ligandos a través del intermedio litiado.
  • El hidróxido de litio se usa en las naves espaciales y submarinos para depurar el aire extrayendo el dióxido de carbono.
  • Es componente común de las aleaciones de aluminio, cadmio, cobre y magnesio empleadas en la construcción aeronáutica, y se ha empleado con éxito en la fabricación de cerámicas y lentes, como la del telescopio de 5,08 m de diámetro (200 pulgadas) de Monte Palomar.
  • También tiene aplicaciones nucleares.

Abundancia y obtención

El litio es un elemento moderadamente abundante y está presente en la corteza terrestre en 65 partes por millón (ppm). Esto lo coloca por debajo del níquel, cobre y wolframio y por encima del cerio y estaño, en lo referente a abundancia. Se encuentra disperso en ciertas rocas, pero nunca libre, dada su gran reactividad. Se encuentra en pequeña proporción en rocas volcánicas y sales naturales, como en el Salar de Atacama en Chile y el Salar de Uyuni en Bolivia tiene el 50% de las reservas mundiales el cual contiene el mayor yacimiento a nivel mundial y en Atacama en Chile existe el 30% de las reservas, otros salares de menor tamaño se encuentran en Argentina. El Litio, junto al Hidrógeno y al Helio, es uno de los únicos elementos obtenidos en el Big Bang. Todos los demás fueron sintetizados a través de fusiones nucleares en estrellas en la secuencia principal o durante estallidos de supernovas. Industrialmente, se lo obtiene a partir de la electrólisis del cloruro de litio fundido (LiCl). Desde la Segunda Guerra Mundial, la producción de litio se ha incrementado enormemente, separándolo de las rocas de las que forma parte y de las aguas minerales. Los principales minerales de los que se extrae son lepidolita, petalita, espodumena y ambligonita. En Estados Unidos se obtiene de las salinas de California y Nevada principalmente.

Isótopos

Los isótopos estables del litio son dos, Li-6 y Li-7, siendo éste último el más abundante (92,5%). Se han caracterizado seis radioisótopos siendo los más estables el Li-8 con un periodo de semidesintegración de 838 milisegundos y el Li-9 con uno de 178,3 ms. El resto de isótopos radiactivos tienen periodos de semidesintegración menores de 8,5 ms. También se da, en laboratorio, el isótopo inestable Li-11- Los pesos atómicos del litio varían entre 4,027 y 11,0348 uma del Li-4 y el Li-11 respectivamente. El modo de desintegración principal de los isótopos más ligeros que el isótopo estable más abundante (Li-7) es la emisión protónica (con un caso de desintegración alfa) obteniéndose isótopos de helio; mientras que en los isótopos más pesados el modo más habitual es la desintegración beta, (con algún caso de emisión neutrónica) resultando isótopos de berilio. El Li-7 es uno de los elementos primordiales, producidos por síntesis nuclear tras el big bang. Los isótopos de litio se fraccionan sustancialmente en una gran variedad de procesos naturales, incluyendo la precipitación uímica en la formación de minerales, procesos metabólicos, y la sustitución del magnesio y el hierro en redes cristalinas de minerales arcillosos en los que el Li-6 es preferido frente al Li-7, etc. los principales isotopos son carbono, hidrógeno y cloro.

Precauciones

Al igual que otros metales alcalinos, el litio puro es altamente inflamable y ligeramente explosivo cuando se expone al aire y especialmente al agua. Es además corrosivo por lo que requiere el empleo de medios adecuados de manipulación para evitar el contacto con la piel. Se debe almacenar en un líquido hidrocarburo inflamable como tolueno o nafta.

Rol biológico

No se conoce adecuadamente su función biológica, pero se ha encontrado que incrementa la permeabilidad celular y actúa sobre los neurotransmisores, favoreciendo la estabilidad del estado anímico.

Fuentes