Litium

Från GuldWiki
Hoppa till: navigering, sök
För litium som används i medicinskt syfte, se litiumbehandling.
Litium
Li-TableImage.svg
Tecken
Li
Atomnr.
3
Grupp
1
Period
2
Block
s
Allmänt
Ämnesklassalkalimetaller
Densitet(fast tillstånd) 535[1] kg/m3 (273 K)
Hårdhet0,6 (Mohs hårdhetsskala)
Utseendesilvrigt vit/grå
Utseende
Atomens egenskaper
Atommassa6,934 9[2] u
Atomradie (beräknad)145 (167) pm
Kovalent radie134 pm
van der Waalsradie182? (145?) pm
Elektronkonfiguration[ He ] 2s1 (1s2 2s1)
Elektronkonfiguration
e per skal2, 1
Oxidationstillstånd (O)1, (stark bas)
KristallstrukturKubisk rymdcentrerad
Kristallstruktur
Ämnets fysiska egenskaper
Aggregationstillståndfast
Magnetiska egenskaperparamagnetisk
Smältpunkt453,69 K (180,54 °C)
Kokpunkt1 615 K (1 342 °C)
Molvolym13,03 ·10-6 m3/mol
Ångbildningsvärme145,92 kJ/mol
Smältvärme3 kJ/mol
Ångtryck1,63 · 10-8 Pa vid 453,7 K
Ljudhastighet7 000 m/s vid 293,15 K
Diverse
Elektronegativitet0,98 (Paulingskalan)
Värmekapacitet3 582 J/(kg·K)
Elektrisk ledningsförmåga10,8 · 106 S/m (Ω−1·m−1)
Värmeledningsförmåga88,1 W/(m·K)
1a jonisationspotential520,1 kJ/mol
2a jonisationspotential7 142,1 kJ/mol
3e jonisationspotential11 215,0 kJ/mol
Stabilaste isotoper
Isotop F % Halv.tid Typ Energi (MeV) Prod.
6Li 4,5 %[2] 6Li, stabil isotop med 3 neutroner
7Li 95,5 %[2] 7Li, stabil isotop med 4 neutroner
8Li syntetisk 1 248 ms β-
β- + 2 α
16,004
 
8Be
ingen
9Li syntetisk 132 ms β- 2,406 5 9Be
SI-enheter & STP används om ej annat angivits.

Litium, uttal: li´t(s)ium, (latinskt namn Lithium) är grundämne nummer tre (3) i det periodiska systemet. Litium tillhör gruppen alkalimetaller.

Egenskaper

I ren form är litium en silvervit mjuk metall (men hårdast av alkalimetallerna och med den högsta smältpunkten och den högsta kokpunkten). Litium är det lättaste grundämne som är fast vid normal rumstemperatur.

Litium har hög elektrisk ledningsförmåga. Den oxideras snabbt i luft och vatten. Ämnet måste därför förvaras i oxygenfria vätskor som till exempel fotogen eller mineralolja. Om det förvaras i luft överdras det snabbt med ett lager av en blandning av litiumhydroxid (LiOH), litiumkarbonat (Li2CO3 och litiumnitrid (Li3N).[3] Litiums kontaktpotential är -3,02 V[2].

Litiums utvidgningskoefficient är 0,000 046 K-1[2].

Vid upphettning i en låga avger litium en karminröd färg på grund av att litiumet lätt joniseras.

Isotoper med alla masstal från och med 3 till och med 12 är kända[2], men endast litiumatomer med masstalen 6 och 7 är stabila.

Förekomst[3]

Litium förekommer i många bergarter (0,001 7 % av jordskorpan) (i havsvatten 1,8 · 10−5 %, i flodvatten i USA så lite som 3 · 10−7 % ). I mineralkällor kan halterna gå betydligt högre, 0,05…1 mg/liter. Kända hälsokällor med "heligt vatten" innehållande litium finns i Karlovy Vary (Karlsbad) i Tjeckien, Mariánské Lázně (Marienbad) i Tjeckien och Vichy i Frankrike. Detta gör att det är det 35:e vanligaste grundämnet i jordskorpan.

De industriellt viktigaste mineralen är amblygonit, lepidolit, petalit och spodumen.[3]

Utvinning

Tillgången på litium har de senaste åren kommit i blickfånget till följd av råvarans betydelse vid tillverkning av batterier för bland annat datorer och elfordon och behovet ökar för närvarande i snabb takt. Världsproduktionen av litium uppgick år 2009 till ca 27 400 ton varav Chile, Australien, Kina och Argentina står för nära 95 % medan av världens kända tillgångar om uppskattningsvis 11 Mton ca hälften finns i södra Bolivia[4].

Utvinningen i just Bolivia är dock ännu obetydlig, mycket till följd av landets mycket svaga ekonomiska och politiska ställning. År 2009 är dock en småskalig utvinningsanläggning under uppförande i departementet Potosí vid en 200 m djup saltsjö Salar de Uynis i ett ökenområde 3 700 m ö h. En trögflytande saltlösning pumpas upp från bottnen, och indunstas i grunda bassänger i strandkanten, samma teknik som vid utvinning av havssalt i saliner. Resultatet blir vita kristaller i form av litiumkarbonat, Li2CO3 som blir råvara vid framställning av flera andra litiumföreningar samt för renframställning av metallen. Produktionen i detta illustrativa biståndsprojekt beräknas att ha nått 40 ton litiumkarbonat vid utgången av 2010[5] vilket dock utgör bara någon promille av världsproduktionen.

Användning

Det finns många användningsområden för litium och dess föreningar:

  • Olika legeringar. Litium, i sig mjukt som smör, legerar sig lätt med aluminium, magnesium och bly och gör dessa hårdare.
  • Tvåltillverkning
  • Elektriska batterier. Utveckling av litium-jonbatterier för elbilar pågår (2009). Ett praktiskt exempel är bilen Tesla Roadster.
  • Mediciner mot bipolär sjukdom
  • Spårämne vid spaning efter vattenflöden
  • Litiumfluorid gör glas genomskinligt för ultraviolett strålning (UV), vilket kan utnyttjas för tillverkning av UV-genomsläppliga linser för fotografering i UV-ljus.
  • Litiumklorid och litiumbromid (LiCl, LiBr) är starkt vattenupptagande (hygroskopiska) och används i många vetenskapliga sammanhang som torkmedel. Litiumklorid kan även användas som antifrysmedel
  • Försök med vätebomber - under termonukleära förhållanden sönderdelas litiumet till tritium (3H) vilket bidrar till fusionsreaktionens styrka.
  • Beståndsdel i raketbränsle
  • Litium kan ingå i föreningar som används för att öka viskositeten hos smörjoljor och smörjfetter. Speciell egenskap för litiumsmöjmedel är att de har ett högt viskositetsindex (bibehållna egenskaper inom ett brett temperaturområden från mycket kallt till mycket varmt).
  • Litiumhydrid bildas som ett vitt pulver, när litium utsätts för en 750 °C het vätgas-ström. Om detta pulver blandas med vatten frigörs stora mängder väte (upp till 2,8 m3 per kilogram pulver). Detta gör att litiumhydroxid kan fungera som vätgasackumulator.
  • litiumklorid används i litiumbatterier av den anledning att atomens elektroner inte vill vara på samma ställe utan är rörlig och skapar spänning.

Historia

Mineralet petalit upptäcktes år 1800 av brasilianaren José Bonifacio de Andrada e Silva i prov från en pegmatit i Utö järnmalmsgruva i Stockholms södra skärgård.[6] [källa behövs] Mineralet analyserades 1817 av Johan August Arfwedson som därvid upptäckte grundämnet litium. Arfwedson arbetade då i laboratoriet hos Jöns Jakob Berzelius. Namnet litium kommer av det grekiska ordet λίθεος [litheos], sten. Metallen litium framställdes i ren form först av de engelska kemisterna William Thomas Brande och Humphry Davy år 1818 genom elektrolys av litiumoxid.

1855 lyckades Robert Wilhelm Bunsen och Mathiessen renframställa litium genom elektrolys av smält litiumklorid, LiCl. [7]

Noter

  1. I flytande tillstånd 512 kg/m3
  2. 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 Enligt PeriodicTable.com atommassa 6,941 u, 6Li 7,59 %, 7Li 92,41 % Referensfel: Taggen <ref> är ogiltig; namnet "PT" definieras flera gånger med olika innehåll
  3. 3,0 3,1 3,2 Lenntech
  4. U.S. Geological Survey. ”Mineral Commodity Summaries, January 2009”. http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/lithium/mcs-2009-lithi.pdf. Läst 2 jan 2011. 
  5. Svenska Dagbladet 2009—04—26, Reportaget, sidorna 7…11
  6. Per Enhag (2000), "JORDENS GRUNDÄMNEN och dess upptäckt. BYGGSTENAR för marken och vattnet - luften och livet", INDUSTRILITTERATUR, sidan 216, ISBN 91-7548-590-7
  7. [1] Ringnett

Se även