Litio

El litio (en griego: λιθίον, ‘piedrecita’)?[1] 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. En su forma pura, es un metal blando, de color blanco plata, que se oxida rápidamente en aire o agua. Su densidad es la mitad de la del agua, siendo el metal y elemento sólido más ligero.

Helio ← Litio → Berilio
 
 
3		 Li
  
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
Tabla completa • Tabla ampliada

Blanco plateado/gris
Información general
Nombre, símbolo, número Litio, Li, 3
Serie química Metales alcalinos
Grupo, período, bloque 1, 2, s
Masa atómica 6.94174064 u
Configuración electrónica [He]2s1
Electrones por nivel 2, 1 (imagen)
Propiedades atómicas
Electronegatividad

0,98(Pauling)

1 (Allred y Rochow) (escala de Pauling)
Radio atómico (calc) 167 pm (radio de Bohr)
Radio covalente 134 pm
Radio de van der Waals 183 pm
Estado(s) de oxidación 1 (base fuerte)
1.ª energía de ionización 520,2 kJ/mol
2.ª energía de ionización 7298,1 kJ/mol
3.ª energía de ionización 11815,0 kJ/mol
Propiedades físicas
Estado ordinario Sólido (no magnético)
Densidad 535 kg/m3
Punto de fusión 453,69 K (181 °C)
Punto de ebullición 1615 K (1342 °C)
Entalpía de vaporización 146,89 kJ/mol
Entalpía de fusión 3 kJ/mol
Varios
Estructura cristalina Cúbica centrada en el cuerpo
Calor específico 3582 J/(K·kg)
Conductividad eléctrica 10,8 × 106 S/m
Conductividad térmica 84,7 W/(K·m)
Velocidad del sonido 69 m/s a 293,15 K (20 °C)
Isótopos más estables
Artículo principal: Isótopos del litio
iso AN Periodo MD Ed PD
MeV
6Li7,5%Estable con 3 neutrones
7Li92,5%Estable con 4 neutrones
8LiSintético838 msβ-16,0048Be
Valores en el SI y condiciones normales de presión y temperatura, salvo que se indique lo contrario.

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.

Se emplea especialmente en aleaciones conductoras del calor, en baterías eléctricas y, sus sales, en el tratamiento del trastorno bipolar.

Etimología

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 este elemento en la espodumena y lepidolita de una mina de petalita, LiAl (Si2O5)2, de la isla Utö (Suecia) que estaba analizando. En 1818 Christian 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 William Thomas 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.

El “triángulo del litio” compuesto por el salar de Uyuni en Bolivia, el salar de Atacama en Chile y el salar del Hombre Muerto en Argentina, concentran aproximadamente entre el 50 y el 85 % de ese mineral.[2][3] El crecimiento acelerado en el uso del ion-litio ha provocado que la tonelada de litio suba su precio, desde los 450 dólares que costaba en 2003 hasta los 3000 dólares en 2009.

Uso

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:

  • 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 contracción, entre otros compuestos como el nitrato de litio.
  • Las sales de litio, particularmente el carbonato de litio (Li2CO3) y el citrato de litio, se emplean en el tratamiento de la manía, la depresión y la bipolaridad, así como en otras psicopatologías. Es un estabilizador del estado de ánimo. Sus mecanismos de acción son varios: 1. Bloquea la liberación de dopamina -bloquea la hipersensibilidad de los receptores dopaminérgicos-; 2. Bloquea resultados en la neurona posináptica -bloquea la reutilización de grupos fosfatos del trifosfato inositol que activa la liberación de calcio-; 3. Reemplaza el sodio en el canal sináptico por ser más pequeño y el potencial de acción se hace más lento, haciendo que el paciente se calme. El litio no es sustrato para la bomba sodio potasio ATPasa que impide el paso de los iones de sodio, reemplazando la concentración del sodio, lo cual en altas concentraciones puede resultar tóxico.
  • El estearato de litio es un lubricante de propósito general en aplicaciones a alta temperatura.
  • El litio es un agente altamente empleado 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 manganeso 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.

Argentina, Bolivia, Chile y Perú tienen el 85% de reservas de litio del planeta;[4] Se encuentra disperso en pequeña proporción en ciertas rocas volcánicas y sales naturales, pero nunca libre, dada su gran reactividad en el Salar de Uyuni en Bolivia o el Salar del Hombre Muerto en Argentina Salar de Atacama en Chile (5 % de las reservas). Hay otros salares de menor tamaño en, Manaure (Colombia) y otros yacimientos importantes localizados recientemente en Afganistán. Desde 2010 se investigan en Afganistán, unas reservas cuya magnitud todavía está por determinarse con precisión, pero que podrían cambiar radicalmente la evaluación de los porcentajes antes mencionados y la evolución de los acontecimientos políticos y económicos de aquel país.

Las trazas de litio[5] y berilio,[6] junto al hidrógeno y helio, representan los únicos elementos obtenidos tras 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 obtiene mediante 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.

Producción mundial en 2019, en toneladas por año
1. Australia45.000
2.Chile Chile19.300
3.China China10.800
4. Argentina6.300
5.Brasil Brasil2.400
6.Zimbabue Zimbabue1.200
7. Portugal900
8.Canadá Canadá200

Fuente: USGS.

Isótopos

Los isótopos estables del litio son dos, 6Li y 7Li, siendo este último el más abundante (92.5 %). Se han caracterizado seis radioisótopos siendo los más estables el 8Li con un periodo de semidesintegración de 838 milisegundos y el 9Li 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 11Li.

Los pesos atómicos del litio varían entre 4.027 y 11.0348 uma del 4Li y el 11Li respectivamente. El modo de desintegración principal de los isótopos más ligeros que el isótopo estable más abundante (7Li) 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 7Li 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 química 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 6Li es preferido frente al 7Li, etc.

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 hidrocarburo líquido como vaselina o aceite mineral. Puede generar hipotiroidismo al impedir la entrada del yodo a la hormona tiroidea. El litio no es sustrato para la bomba sustrato sodio potasio ATPasa que impide el paso de los iones de sodio, reemplazando la concentración del sodio, lo cual en altas concentraciones puede resultar tóxico.

Por otro lado, para evitar una intoxicación por litio, se recomienda una ingesta de 2.5 – 3.5L de agua/día (el agua evita que el litio desplace a cationes de lugares importantes). Evitar la cafeína (es un diurético que favorece la pérdida de agua). Comer con sal (así se evita que el Na+ sea desplazado con más dificultad por el Li). Tener cuidado con la pérdida de líquido (sudor, vómitos, diarrea, diuréticos…).[7]

Papel biológico

Se sabe que puede sustituir al sodio a nivel de las membranas biológicas, pero se ha encontrado que incrementa la permeabilidad celular y actúa sobre los neurotransmisores, favoreciendo la estabilidad del estado anímico. Por esto, se utiliza para tratar y prevenir episodios de manía en el trastorno bipolar.

Véase también

Referencias
  1. «Diccionario de la lengua española - Vigésima segunda edición». Real Academia Española. Consultado el 7 de junio de 2010.
  2. Rivas N, Cristian (24 de diciembre de 2009 al 28 de enero de 2010). «El litio de la discordia». Capital. Archivado desde el original el 9 de junio de 2012. Consultado el 19 de junio de 2012.
  3. Barreno, Jorge (7 de marzo de 2012). «La guerra del litio en Chile». El Mundo (Unidad Editorial). Consultado el 19 de junio de 2012.
  4. FUNDAMIN – Fundación para el Desarrollo de la Minería Argentina - El Triángulo del Litio: Argentina, Chile, Bolivia y Perú poseen más del 85% de las reservas mundiales de litio.
  7. «Toxicología del litio». Consultado el 6 de febrero de 2021.

Referencias externas

Enlaces externos
  • Wikcionario tiene definiciones y otra información sobre [[wikt::litio|litio]].
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