Lítio − Li

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Lítio − Li

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