quimica y geoquimica del litio

Universidad Central de VenezuelaFacultad de CienciasEscuela de Química

Instituto de Ciencias de la TierraDepartamento de Geoquímica

Cátedra: QUÍMICA INORGÁNICA GENERALPresentación asociada al Tema 3: Descripción de los elementos de los grupos principales

QUÍMICA Y GEOQUÍMICA DEL LITIO

Autores: Andrés ScribaniCarlos Hernández

Febrero 2014

Química y geoquímica del Litio

El litio fue reconocido como un nuevo metal alcalino por J. A. Arfvedson en 1817 mientras él estaba trabajando como un joven asistente de laboratorio. Señaló que los compuestos de Li eran similares a las de Na y K, pero que su carbonato e hidróxido eran mucho menos soluble en agua. El litio fue aislado por primera vez de la hoja de silicato del mineral petalita (LiAISi4O10), y Arfvedson también mostró que estaba presente en la espodumena (LiAlSi2O6), y en la lepidolita, que tiene una composición aproximada de K2Li3Al4Si7O21(OH,F)3. Eligió el nombre de litio (deriva de la palabra griega “lithos” piedra) para contrastar con el origen vegetal del sodio y potasio de Davy. Sin embargo solo hasta 1855 dos químicos, trabajando independientemente, aislaron este metal por electrólisis del cloruro de litio, en cantidad suficiente para poder ser caracterizado.

QUÍMICA INORGÁNICA GENERAL

Descubrimiento


Actualmente se obtiene por electrólisis de cloruro de litio (LiCl) fundido (punto de fusión 613º C) o de una mezcla de cloruro de litio (LiCl) (45%) y de cloruro de potasio (KCl) (55%). También se adquiere a partir de la obtención de carbonato de litio, desde una salmuera o mineral y/o arcilla previamente tratado para estar libre de boro.


Obtención del Litio


Clasificación Metal AlcalinoNúmero atómico

3

Masa Atómica 6,941Valencia 1Estructura electrónica

[He] 2s1

Electronegatividad

0,98

Punto de Fusión 180,5 ºCPunto de Ebullición

1342 ºC

Densidad 0,53 g/mL (20º C)

Estructura cristalina

Cúbica


Propiedades Físicas y Químicas

Es un metal alcalino que se encuentra sólido a temperatura ambiente, es suave (puede ser cortado con un cuchillo).Con una densidad que es aproximadamente la mitad de la del agua, el litio es elmenos denso de todos los elementos que son sólidos a temperatura y presión ambientes.

Química y geoquímica del LitioQUÍMICA INORGÁNICA GENERAL

Propiedades Físicas y QuímicasEl metal tiene un aspecto plateado brillante, pero cuando se expone a aire húmedo se pone negro con gran rapidez. El litio no se obtiene libre en la naturaleza, porque es un material bastante reactivo, tanto así, que el litio es el único metal alcalino, y uno de los pocos elementos de toda la tabla periódica, que reacciona con dinitrógeno (cuya ruptura requiere 945 kJ/mol).

El litio líquido es el material más corrosivo que se conoce. Por ejemplo, si una muestra de litio se funde en un recipiente de vidrio, reacciona espontáneamente con el vidrio y produce un agujero en el recipiente. La reacción va acompañada de la emisión de una luz intensa de color blanco verdoso. Además, el litio tiene el potencial de reducción estándar más negativo de todos los elementos:


Propiedades Físicas y Químicas

Una particularidad del litio es que tiene una extensa química organometálica en la que los enlaces son definitivamente covalentes. Incluso en el caso de sales comunes, como el cloruro de litio, su elevada solubilidad en muchos disolventes de baja polaridad, sobre todo etanol y acetona, indica un alto grado de covalencia en los enlaces.


Abundancia del Litio El litio figura en el lugar 35º en

orden de abundancia de los elementos en la corteza terrestre.

No se presenta en estado libre sino únicamente en compuestos, que se encuentran ampliamente difundidos.

Sus minerales más importantes son: espodumena (AlLiSi2O6), ambligonita (AlLiPO4F) y lepidolita (KLi2(Al,Si)3O10(F,OH)2).

Las cenizas de plantas como la remolacha y el tabaco contienen una pequeña proporción de litio, que también puede encontrarse en algunas aguas minerales.


Geoquímica del LitioEl litio es un elemento litófilo y se considera un elemento traza debido a que su abundancia es menor del 0,1% en la corteza terrestre. El agua de mar contiene una cantidad estimada de litio equivalente a 230 mil millones de toneladas, aunque en concentraciones exageradamente bajas. Sin embargo, existen importantes depósitos de mineral de litio en los depósitos de sal continentales, pero pocos de ellos tienen un valor real y comercial o simplemente potencial. Entre estos últimos se encuentran la hectorita mineral de algunas arcillas, ciertas variedades de pegmatitas, las llamadas salmueras geotérmicas y las sales asociadas a los depósitos petrolíferos.

Los depósitos de sal continental ricos en litio contienen componentes derivados de la lixiviación de las rocas volcánicas y presentan mucha variedad en el contenido del metal, como consecuencia del proceso de evaporación que han sufrido esas sales por la acción solar.


Geoquímica del LitioTiende a ocurrir en minerales ferromagnesianos donde reemplaza en parte al magnesio. Posee una abundancia relativamente baja en el cosmos. Es casi tan abundante como galio (19 ppm) y niobio (20 ppm), llegando a unas 18 ppm. Grandes depósitos de su mineral comercialmente más importante (espodumena) ocurren en los EE.UU., Canadá, Brasil, Argentina, el antigua URSS, España, China, Zimbawe y el Congo. La producción mundial de compuestos de litio en 1994 correspondía a 5.700 toneladas de contenidos de litio (equivalente a 30.000 toneladas de carbonato de litio) de los cuales más del 70% se encontraba en los EE.UU.


Geoquímica del Litio

Se encuentra en pocas partes del planeta tierra y aún más exclusivamente en yacimientos económicamente explotables. En Venezuela tenemos este recurso de manera abundante en los estados Miranda, Mérida, Trujillo y Nueva Esparta.


Usos del Litio Cloruro y Bromuro de Litio (LiCl y LiBr) – Agente

Exsicante (sustancia capaz de absorber agua del medio que la rodea)

Hidróxido de Litio Monohidratado (LiOH.H2O) – Utilizado en los vehículos espaciales y mecánica de submarinos para lograr la absorción del dióxido de carbono producido por sus ocupantes.

Carbonato de Litio (Li2CO3) – En la producción de vidrio resiste a variaciones súbitas de temperatura, debido a su bajo coeficiente de expansión térmica, utilizado, por ejemplo en los tubos catódicos de las televisiones.

Sales de Litio, como el carbonato de Litio y el Citrato de Litio - En tratamiento de enfermedades maníaco – depresivas.


Usos del Litio Hidruro de Litio (LiH) – Como fuente de hidrógeno. Un

kg de este reactivo, libera instantáneamente 2800 litros de hidrógeno cuando es tratado con agua.

Salmueras de Litio - En los sistemas comerciales de aire acondicionado.

Estearato de litio - Como espesante para grasas lubricantes.

Deuterohidruro de litio (a base del isótopo 6Li) - En las bombas de hidrógeno.

Otras aplicaciones importantes de compuestos de litio son en cerámica, de modo específico en la formulación de esmaltes para porcelana; como aditivo para alargar la vida y el rendimiento en acumuladores alcalinos y en soldadura autógena y soldadura para latón.


Usos del LitioLa ventaja que más resalta en este elemento es el elevado valor de calor específico que lo compone por lo que uno de sus usos mayoritarios es la transferencia de calor entre varios cuerpos gracias a la elevada higroscopicidad (capacidad de absorción de la humedad atmosférica). Otra de las cualidades que se le otorgan al litio y probablemente la que más éxito esté teniendo es la capacidad de conductibilidad que tiene

debido a que es un metal del grupo 1; esto le adquiere una capacidad de potencial electroquímico que le permite ser un gran ánodo para las baterías de todo tipo, ya sean de pilas AA, baterías de coches, etc.


Referenciaso RAYNER-CANHAM, Geoff (2000), Química Inorgánica

Descriptiva, 2da edición. PEARSON EDUCACIÓN, México. 624 páginas.

o GREENWOOD, N. and EARNSHAW, A. (1997), Chemistry of the Elements, 2nd edition. Elsevier Inc., Great Britain. 1354 pages.

o RODGERS, Glen E. (2012), Descriptive Inorganic, Coordination, and Solid-State Chemistry, 3rd edition. Brooks/Cole, Cengage Learning, United States of America. 624 pages.

o House J.E. and House K.A. (2010), Descriptive Inorganic Chemistry, 2nd edition. Elsevier Inc., United States of America. 568 pages.


Referenciaso Litio [Online]. Disponible en: http://

www.profesorenlinea.cl/Quimica/litio.htm. El 20 de febrero de 2014.

o El Litio – Su obtención y Propiedades [Online]. Disponible en: http://quimica.laguia2000.com/elementos-quimicos/el-litio-su-obtencion-y-propiedades. El 20 de febrero de 2014.

o Educaplus.org: Litio [Online]. Disponible en: http://www.educaplus.org/sp2002/2abundancia/li2.html. El 20 de febrero de 2014.

o Aplicaciones – Baterias de litio [Online]. Disponible en: http://www.bateriasdelitio.es/litiopropiedades.html. El 20 de febrero de 2014.

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http://www.bateriasdelitio.es/litiopropiedades.html

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quimica y geoquimica del litio

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