Lítio - Li História Disponibilidade Produção Propriedades

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Lítio - Li
Número atômico 3 | Massa atômica 6,941 | Elétrons [He]2s1 |
História
Do grego ”lithos” (pedra). Presumidamente, o nome foi dado por ter sido descoberto em
um mineral, enquanto outros metais alcalinos como sódio e potássio foram descobertos
em vegetais. O mineral petalita (silicato de alumínio e lítio) foi descoberto pelo estadista
e naturalista brasileiro José Bonifácio de Andrade e Silva durante uma viagem à Suécia
no final do século 18. Existência do elemento foi demonstrada pelo químico sueco Johan
August Arfwedson em 1817. Isolado por William Thomas Brande (químico inglês) e Humphry
Davy (físico e químico inglês) em 1818 através da eletrólise do óxido.
Disponibilidade
Não é encontrado livre na natureza. Os principais minérios são: lepidolita (fluossilicato
hidratado de alumínio, lítio e potássio), espodumênio (silicato de alumínio e lítio, LiAl(Si2 O6 ),
o mais importante), petalita (silicato de alumínio e lítio) e ambligonita (fluorfosfato de alumínio
e lítio). A abundância na crosta terrestre é cerca de 65 ppm. É considerado o trigésimo
primeiro elemento mais abundante. Encontrado também em algumas águas salinas naturais.
Produção
Exemplo de extração a partir do espodumênio: LiAl(Si2 O6 ) reage com ácido sulfúrico,
produzindo o sulfato, Li2 SO4 . Esse reage com carbonato de sódio, produzindo o carbonato,
Li2 CO3 . E, com ácido clorídrico, forma-se o cloreto, LiCl. O metal é obtido pela eletrólise
do cloreto fundido, misturado com cloreto de potássio (KCl) para reduzir o ponto de fusão.
Propriedades
É o metal de menor massa específica, cerca da metade da massa específica da água.
A superfície recém-cortada tem aspecto de prata, mas escurece rapidamente para cinza.
Deve ser conservado em óleo para prevenir essa alteração.
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Grandeza
Calor de atomização
Calor de fusão
Calor de vaporização
Calor específico
Coeficiente de expansão térmica
Condutividade térmica
Eletronegatividade
Estados de oxidação
Estrutura cristalina
Massa específica do sólido (20°C)
Módulo de elasticidade
Ponto de ebulição
Ponto de fusão
Resistividade elétrica
Temperatura crítica
Valor
Unidade
157,8
3
147,1
3573
4,6
85
0,98
+1
cúbica de corpo centrado
535
4,9
1342
180,54
9,4
2950
kJ/mol
kJ/mol
kJ/mol
J/(kg°C)
10−5 (1/°C)
W/(m°C)
Pauling
kg/m3
GPa
°C
°C
10−8 Ω m
°C
O lítio metálico é corrosivo e não deve entrar em contato com a pele. Exposto ao ar,
é bastante inflamável, com chamas de difícil extinção. É o único metal que reage com
nitrogênio em temperatura ambiente. Baterias contendo lítio podem eventualmente explodir
se rapidamente descarregadas (curto-circuito). Mas a maioria dos dispositivos práticos
dispõe de proteção contra curtos.
Compostos e/ou reações - alguns exemplos
Reação com oxigênio: 4Li + O2 →2Li2 O | 2Li + O2 → 2Li2 O2
Reação com nitrogênio: 6Li + N2 →2Li3 N
Reação com água: 2Li + 2H2 O→2LiOH + H2
Reação com halogênios: 2Li + F2 →2LiF | 2Li + Cl2 →2LiCl | 2Li + Br2 →2LiBr | 2Li + I2 →2LiI
Reação com ácido 2Li + H2 SO4 →2Li+ + SO4 −− + H2
Aplicações - alguns exemplos
• Agente de liga em compostos orgânicos sintéticos.
• Brometo e cloreto de lítio são materiais altamente higroscópicos e, por isso, usados em
sistemas de secagem industriais. Solução de brometo de lítio é usada como absorvente
em equipamentos de refrigeração por absorção.
• Carbonato de lítio é usado como tranquilizante e no tratamento de algumas doenças
mentais.
• É o sólido de maior calor específico e, por isso, encontra aplicações em processos de
transferência de calor, mas é corrosivo e precisa de manipulação especial.
• Em baterias de alto desempenho devido ao elevado potencial eletroquímico.
• Hidreto de lítio é um poderoso redutor e é usado como fonte de hidrogênio.
• Hidróxido de lítio, como outros hidróxidos de metais alcalinos, absorve dióxido de carbono,
mas com intensidade maior. Por isso, usado na purificação de ar em submarinos e naves
espaciais. O superóxido (LiO2 ) e o peróxido (Li2 O2 ) são ainda mais eficientes porque
liberam oxigênio:
3
4LiO2 + 2CO2 →2Li2 CO3 + 3O2
• Lubrificantes (graxas) de alto desempenho (a partir do sabão formado pela reação do
hidróxido de lítio com gorduras).
• Lítio foi usado na primeira reação nuclear artificial: bombardeio do isótopo 7 Li com prótons
para formar 8 Be e emissão de partículas alfa.
• Vidros e cerâmicas especiais têm adição de lítio.
Isótopos
A coluna % natural indica o teor encontrado no elemento natural. Valor nulo indica produção
artificial. Símbolos para tempos de meia-vida: s (segundo), m (minuto), h (hora), d (dia), a
(ano).
Símbolo
% natural
Massa
Meia-vida
6 Li
7,5
6,0151
Estável
-
7 Li
92,5
7,0160
Estável
-
8 Li
0
8,0225
0,84 s
β− p/ 8 Be
β− + 2α p/ n
9 Li
11 Li
0
0
9,0268
11,0438
0,178 s
0,0087 s
Decaimento
β− p/ 9 Be
β− + n p/ 8 Be
β− + n + 2α p/ n
β− p/ 11 Be
β− + n p/ 10 Be
β− + n + α p/ 6 He
A tabela contém os principais isótopos do elemento. Não são necessariamente todos.
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