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Lítio − Li

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Tópicos: História da Descoberta | Disponibilidade | Produção | Propriedades | Compostos e/ou Reações | Aplicações | Isótopos |

Número atômico 3 | Massa atômica 6,941 | Elétrons [He]2s1 |


1) História

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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 pela eletrólise do óxido.


2) Disponibilidade

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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(Si2O6), 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.


3) Produção

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Exemplo de extração a partir do espodumênio: LiAl(Si2O6) reage com ácido sulfúrico, produzindo o sulfato, Li2SO4. Esse reage com carbonato de sódio, produzindo o carbonato, Li2CO3. 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.


4) Propriedades

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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 isso.

Grandeza Condição / Obs Valor Unidade
Calor de atomização 157,8 kJ/mol
Calor de fusão 3,0 kJ/mol
Calor de vaporização 147,1 kJ/mol
Calor específico 3573 J/(kg°C)
Coeficiente de expansão térmica 4,6 10−5 (1/°C)
Condutividade térmica 85 W/(m°C)
Eletronegatividade 0,98 Pauling
Estados de oxidação (+1)
Estrutura cristalina Cúbica de corpo centrado
Massa específica Sólido 20 °C 535 kg/m3
Módulo de elasticidade 4,9 GPa
Ponto de ebulição 1342 °C
Ponto de fusão 180,54 °C
Resistividade elétrica 9,4 10−8 Ω m
Temperatura crítica 2950 °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.


5) Compostos e/ou Reações - Alguns Exemplos

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• Reação com ácido:

$$\ce{2Li + H2SO4 -> 2Li+ + SO4^{--} + H2}$$
• Reação com água:

$$\ce{2Li + 2H2O -> 2LiOH + H2}$$
• Reação com halogênios:

$$\ce{2Li + F2 -> 2LiF\\2Li + Cl2 -> 2LiCl\\2Li + Br2 -> 2LiBr\\2Li + I2 -> 2LiI}$$
• Reação com nitrogênio:

$$\ce{6Li + N2 -> 2Li3N}$$
• Reação com oxigênio:

$$\ce{4Li + O2 -> 2Li2O\\2Li + O2 -> 2Li2O2}$$

6) Aplicações - Alguns Exemplos

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• 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 (Li2O2) são ainda mais eficientes porque liberam oxigênio: 4LiO2 + 2CO2 → 2Li2CO3 + 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 7Li com prótons para formar 8Be e emissão de partículas alfa.

• Vidros e cerâmicas especiais têm adição de lítio.


7) Isótopos

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Símbolo % natural Massa Meia-vida Decaimento
6Li 7,5 6,0151 Estável
7Li 92,5 7,0160 Estável
8Li 0 8,0225 0,84 s β + 8Be
β + 2α + n
9Li 0 9,0268 0,178 s β + 9Be
β + n + 8Be
β + n + 2α + n
11Li 0 11,0438 0,0087 s β + 11Be
β + n + 10Be
β + n + α + 6He

Nota: 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). A tabela contém os principais isótopos do elemento. Não são necessariamente todos.
Referências
WebElements Periodic Table.
Los Alamos National Laboratory. Periodic Table of the Elements.

Topo | Rev: Mai/2018