Litio: Propiedades, características
El litio es uno de los materiales que más va a ser utilizado en el futuro con el cambio de la matriz energética donde el uso de autos eléctrico marcará un cambio desde el uso de combustibles fósiles hacia las energías renovables. Esto es debido a que el litio es uno de los componentes principales de las baterías de litio para celulares, autos e incluso camiones eléctricos.
¿Qué es el litio?
El litio (Li) pertenece al grupo elementos químicos de los metales alcalinos y se considera como el metal sólido más ligero, además, compone el grupo 1 (IA) de la tabla periódica, sodio, el potasio, el rubidio, el cesio y el rancio, presentando un número atómico de 3.
| Símbolo | Li |
| Número atómico | 3 |
| Masa atomica | 6,941 g.mol -1 |
| Descubierto por | Johann Artvedson en 1817 |
| Configuración electrónica | [He] 2s 1 |
| Clasificación del elemento | Metal alcalino |
El metal litio se caracteriza por ser blando, blanco y brillante, además, muchos de sus aleaciones y compuestos químicos se producen de manera industrial gracias a sus múltiples e interesantes aplicaciones.
Además, el litio es un elemento químico que presenta el calor específico más alto de todos los elementos sólidos y esto hace que pueda formar aleaciones con cobre, manganeso, aluminio y cadmio.
Fuentes, Ocurrencia y abundancia del litio
El litio se ubica entre los 15 elementos más abundantes de la corteza de la tierra con una abundancia de 0.005% en la corteza o que es lo mismo 65 partes por millón (ppm). En el siglo pasado este elemento se extraía principalmente del mineral espodumena.
Hoy en día también se extrae de la petalita y también la lepidolita. Sin embargo los depósitos más importantes de donde se extrae este metal es desde depósitos evaporíticos asociados con el cloruro de sodio (NaCl), el cloruro de potasio (KCl) y el Cloruro de litio (LiCl).
Estos cloruros se acumulan en ambientes geológicos donde alguna vez existió gran cantidad de agua salada, es decir mares antiguos actualmente extintos.
¿Por qué es importante el litio?
El litio se considera como uno de los elementos químicos con más futuro, debido a que es parte fundamental en los componentes de baterías eléctricas que se usan en los celulares y se van a usar en los autos eléctricos del futuro.
La empresa tesla es la pionera en esta tecnología de los autos eléctricos y autónomos, que usa litio para sus baterías eléctricas. Además debido a las propiedades y características físicas y químicas del litio, este elemento es usado en un montón de aplicaciones que puedes conocer dando clic en este enlace, alguno son:
- Para hacer vasos y cerámicas especiales
- En componentes eléctricos y electrónicos
- Para hacer grasas lubricantes
- Como fundente para soldar o soldar.
- En la medicina
Datos físicos importantes sobre el litio
| Propiedades del Litio | Descripción |
|---|---|
| Densidad (g / cc) | 0,534 |
| Aspecto | metal blando, blanco plateado |
| Isótopos | 8 isótopos [Li-4 a Li-11]. Li-6 (7.59% de abundancia) y Li-7 (92.41% de abundancia) son estables. |
| Radio atómico (pm) | 155 |
| Volumen atómico (cc / mol) | 13,1 |
| Radio covalente (pm) | 163 |
| Radio iónico | 68 (+ 1e) |
| Calor específico (@ 20 ° CJ / g mol) | 3.489 |
| Calor de fusión (kJ / mol) | 2,89 |
| Calor de evaporación (kJ / mol) | 148 |
| Temperatura de Debye (° K) | 400,00 |
| Número de negatividad de Pauling | 0.98 |
| Primera energía ionizante (kJ / mol) | 519,9 |
| Estados de oxidación | 1 |
| Estructura de celosía | cúbica centrada en el cuerpo |
| Constante de celosía (Å) | 3.490 |
| Orden magnético | paramagnético |
| Resistividad eléctrica (20 ° C) | 92,8 nΩ · m |
| Conductividad térmica (300 K) | 84,8 W · m − 1 · K − 1 |
| Expansión térmica (25 ° C) | 46 µm · m − 1 · K − 1 |
| Velocidad del sonido (varilla delgada) (20 ° C) | 6000 m / s |
| Módulo de Young | 4,9 GPa |
| Módulo de corte | 4.2 GPa |
| Módulo a granel | 11 GPa |
| Dureza de Mohs | 0.6 |
| Número de registro CAS | 7439-93-2 |
Propiedades y características del litio
1. Propiedades físicas del litio
| Propiedades físicas | Métrico | Imperial |
|---|---|---|
| Densidad | 0,530 g / cm 3 | 0.0191 lb / pulg 3 |
| Punto de fusion | 181 ° C | 358 ° F |
| Punto de ebullición | 1342 ° C | 2448 ° F |
El litio es un metal de color blanco con ciertos tonos grises, en condiciones ambientales normales su estado es sólido. Es el metal más ligero, su densidad de 535 kg/m3, que aproximadamente es la mitad del agua.
| Propiedades mecánicas | Métrico | Imperial |
|---|---|---|
| Fuerza de Tensión | ≤ 15 MPa | ≤ 2180 psi |
| Dureza, Vickers | ≤ 5 | ≤ 5 |
Es parte de los metales alcalinos. Su punto de fusión y ebullición son muy bajos, alcanzado a los 181 °C y a los 1342 °C, respectivamente. En estado puro este elemento es muy inflamable y corrosivo, debido a estas características su manejo y manipulación es altamente riesgosa.
2. Propiedades químicas del litio
| Propiedades químicas | Descripción |
|---|---|
| número CAS | 7439-93-2 |
| Sección transversal de neutrones térmicos | 70 graneros / átomo |
| Potencial de electrodo | -3,02 V |
| Radio iónico | 0,680 Å |
| Electronegatividad | 0,98 |
| Borde de absorción de rayos X | 226,62 Å |
| Equivalente electroquímico | 0,262 g / A / h |
A nivel atómico, el litio se compone de tres electrones que se encuentran repartidos en dos niveles de energía, además de un núcleo de tres protones y cuatro neutrones.
Es univalente y su estado de oxidación es +1. Cuando entra en combustión genera una llama de color carmesí, que puede ser brillante y blanca, si la ignición es violenta.
Es altamente reactivo, teniendo respuestas químicas con todo tipo de compuestos sean orgánicos o incluso inorgánicos. Con el agua tiene reacciones explosivas produciendo hidrogeno gaseoso y a su vez hidróxido de litio, mientras que con el oxígeno produce monóxido y peróxido.
Asimismo, es el único metal alcalino que reacciona con el nitrógeno produciendo nitruro.
3. Dónde se extrae y cómo se obtiene el litio
El 85% de este metal se encuentra en Argentina, Chile y Bolivia, disponiendo en estos tres países las mejores reservas del planeta. Constituyen el espacio geográfico denominado el triángulo del litio.
La obtención de este mineral es a partir de la explotación minera en yacimientos subterráneos, mientras que la separación de otros componentes se logra por medio de la electrólisis del cloruro de litio (LiCl)
El cloruro del litio aparece en depósitos de evaporitas asociados a mares antiguos que se han evaporizado y han formado minerales como la lepidolita, espodumena, ambligonita y petalita.
4. En qué lugares del planeta abunda
El litio se ubica entre los 25 elementos más abundantes en el planeta. Es parte de los minerales que se encuentra en las rocas ígneas como el granito, lepidolita, petalita y espodumena. Todos estos minerales se encuentran bajo la corteza terrestre.
De igual manera, trazas de este metal junto al berilio, hidrógeno y helio, representan los elementos que fueron obtenidos por medio del Big Bang.
5. Funciones en el cuerpo humano del litio
El litio es utilizado en el tratamiento de enfermedades psiquiátricas como la depresión y los trastornos bipolares, por ser un eficiente estabilizador del ánimo. No obstante, su uso medicinal tiene efectos secundarios, pues afecta las funciones de la glándula tiroides y riñones.
6. Beneficios en la tecnología
El litio es un metal que tiene grandes aportes a la tecnología, teniendo como su principal utilidad en la producción de baterías eléctricas.
Estas baterías son ampliamente conocidas, resaltando por ser recargables y por su elevada capacidad energética.
Mientras que las aleaciones de este metal con magnesio son muy livianas y las s hechas a partir del aluminio son muy resistentes, ambas son utilizadas en la industria aeroespacial.
Por otra parte, los isótopos de litio-6 y el litio-7, tienen participación en la generación de energía atómica, pues permiten la producción de tritio, que puede absorber los neutrones en las reacciones de fusión, además de regular la temperatura del reactor.
7. Beneficios para el ser humano
Con su amplia participación en el mundo tecnológico, el litio ya es parte importante en la vida.
Las baterías de litio son muy utilizadas en los teléfonos móviles, computadoras portátiles y demás artículos tecnológicos que le facilitan las tareas modernas universales.
8. Aleaciones del litio
A nivel industrial, las principales aplicaciones de este metal son en la metalurgia, pues es un eliminador de impurezas en metales como el hierro, níquel, cobre y zinc.
El litio puede neutralizar el oxígeno, carbono, hidrógeno, nitrógeno, azufre y los gases halógenos en los mencionados metales.
9. El litio en productos cerámicos y vidrio
Las propiedades químicas y físicas del litio son ideales para la producción de cerámicas y vidrios, pues el óxido de litio puede ser empleado para procesar la arena de sílice reduciendo su punto de fusión y viscosidad.
10. El litio en lubricantes
El hidróxido de litio es usado en la industria de lubricantes, este compuesto químico es calentado junto a grasas para producir una sopa aceitosa, que sirve como un aceite de lubricación.
Además, algunas sales de litio y estearato de litio suele ser empleado en la fabricación de lubricantes especiales con alta resistencia a temperaturas elevadas.
Soy ingeniero geólogo con experiencia y conocimiento en el área de exploración minera, hidrocarburos, evaluación de depósitos minerales metálicos y no metálicos, exploración de piedras preciosas y de metales preciosos, procesamiento de datos geológicos en software especializado y métodos de explotación de recursos naturales.
Además, tengo conocimiento en geología aplicada a la ingeniería geológica, donde se incluye el estudio de suelos, rocas y agua para la construcción de obras de ingeniería civil.
