Lithium

Lithium ( ˈlɪθiəm ) est un élément chimique avec le Li de symbole et le nombre atomique 3. C'est un mou alcalin avec une couleur argent-blanche. Dans les états standard , c'est le métal le plus léger et le moindre élément plein du dense . Comme tous les métaux d'alcali, le lithium est fortement réactif, corrodant rapidement en air moite pour former une ternissure noire. Pour cette raison, le métal de lithium est typiquement stocké sous la couverture d'huile .

Selon la théorie, le lithium (la plupart du temps ⁷Li) était l'un des quelques éléments synthétisés dans le Big Bang , bien que sa quantité ait énormément diminué. Les raisons de sa disparition et des processus par lesquels le nouveau lithium est créé continuent à être les sujets importants de l'étude dans l'astronomie . Le lithium est le trente-troisième élément le plus abondant sur terre , mais en raison de sa réactivité élevée apparaît seulement naturellement sous forme de composés . Le lithium se produit en un certain nombre de minerais pegmatitiques du mais est également généralement obtenu à partir des saumures et les argiles sur un à l'échelle commerciale, métal de de lithium est le d'isolement électrolytiquement d'un mélange du chlorure de lithium de et du chlorure de potassium de .

Les traces de lithium sont présentes dans les océans et dans quelques organizations, bien que l'élément ne remplisse aucune fonction biologique apparente chez l'homme. Néanmoins, l'effet neurologique de l'ion Li⁺ de lithium rend quelques sels de lithium utiles comme classe d'humeur de stabilisant des drogues de . Le lithium et ses composés ont plusieurs autres applications commerciales, y compris le verre anti-calorique et alliages d'à-poids de la céramique les hauts - force - utilisés dans des avions , et batteries au lithium . Le lithium a également des liens importants à la physique nucléaire : le dédoublant des atomes de lithium était la première forme synthétique de la réaction nucléaire , et les servir du deuteride de lithium de de fusion remplissent de combustible dans des armes thermonucléaires étagées par

Histoire et étymologie

Le Petalite (silicate en aluminium de lithium) a été décrit la première fois en 1800 par le brésilien José Bonifácio de Andrade e Silva de scientifique, qui a découvert le minerai dans une mine suédoise de fer de du sur l'île du Utö . Cependant, il n'avait pas lieu jusqu'en 1817 que le Johan août Arfwedson , puis un stagiaire dans le laboratoire du Jöns Jakob Berzelius , ont découvert la présence d'un nouvel élément tout en analysant le petalite Oregon. L'élément a formé des composés semblables à ceux du sodium et du potassium , bien que son carbonate et hydroxyde aient été moins hydrosoluble et aient eu une plus grande capacité de neutraliser l'acide. Berzelius a donné au matériel alkalin le " nommé ; lithion" ; , du λιθo grec (lithos , " de du de ; stone" ;), pour refléter sa découverte dans un minerai, par opposition au sodium et au potassium qui avaient été découverts dans le tissu de l'usine ; son nom plus tard serait normalisé comme " ; lithium" ;. Arfwedson plus tard a prouvé que cet même élément était présent en minéral Spodumene de minerais et Lepidolite . Dans le 1818 , le Gmelin chrétien était le premier pour observer que les sels de lithium donnent une couleur rouge lumineuse en flamme. Cependant, Arfwedson et Gmelin ont essayé et n'ont pas isolé l'élément de ses sels.

L'élément n'a pas été isolé jusqu'en 1821, quand le William Thomas Brande a effectué l'électrolyse sur l'oxyde , un processus de lithium de qui avait été précédemment utilisé par monsieur Humphry Davy pour isoler le potassium et le sodium. Sels purs également décrits de Brande de lithium, tels que le chlorure, et exécuté une évaluation de son poids atomique. En 1855, le Robert Bunsen et le Augustus Matthiessen ont produit de grandes quantités du métal par électrolyse du chlorure de lithium de . La production commerciale du métal de lithium a commencé dans le 1923 par Metallgesellschaft allemand AG de compagnie par l'électrolyse d'un mélange fondu du chlorure de chlorure de lithium et de potassium de .

Propriétés

Comme d'autres métaux d'alcali de le lithium a un électron simple de valence de qu'il perdra aisément pour former un cation , indiqué par le bas Electronegativity de l'élément. En conséquence, le lithium est facilement déformé, fortement réactif, et a le inférieur fondre et points d'ébullition que la plupart des métaux. C'et beaucoup d'autres propriétés attribuables à l'électron faible-tenu de la valence des en métal d'alcali sont les plus distingués en lithium, car il possède le rayon atomique du plus petit et ainsi le plus haut electronegativity du groupe d'alcali. En outre, le lithium a un rapport diagonal avec du magnésium , un élément de du rayon ionique semblable atomique et de . Les ressemblances chimiques entre les deux métaux incluent la formation d'une nitrure dans N₂, la formation de d'un oxyde une fois brûlées dans O₂, le sale avec les solubilités semblables , et carbonates thermique-instables et nitrures.

Le lithium est assez mou pour être coupé avec un couteau, bien que ce soit plus difficile que le sodium de découpage. Le métal frais a une couleur argenté-blanche qui demeure seulement immaculée en air sec.
La non-linéarité élevée du niobate de lithium fait également un bon choix pour les applications non linéaires de systeme optique de .
Le deuteride de lithium de était le carburant de fusion de du choix dans des versions tôt de la bombe à hydrogène . Une fois bombardé par les neutrons ⁶Li et ⁷Li de produire le &mdash du tritium ; cette réaction, qui n'a pas été entièrement comprise quand des bombes à hydrogène ont été examinées la première fois, était responsable du rendement d'emballement de l'essai nucléaire du bravo de château de . Le tritium fond avec du deutérium dans une réaction de la fusion il est relativement facile réaliser que. Bien que les détails demeurent secrets, le deuteride lithium-6 joue toujours apparemment un rôle dans des armes nucléaires moderne, comme matériel de fusion.
Le lithium métallique et ses hydrures complexes tel que par exemple Li sont considérés en tant qu'additifs de haute énergie aux propergols pour fusée De sup>.
Le peroxyde de lithium de , le nitrate de lithium de , le chlorate de lithium de et le perchlorate de lithium de sont employés et pensée de pendant que les oxydants en propergols pour fusée et oxygène de mire pour fournir des sous-marins et des capsules d'espace l'oxygène.
Le lithium sera employé pour produire le tritium dans des réacteurs à fusion nucléaire par magnétisme confined using le deutérium et le tritium comme carburant. Le tritium ne se produit pas naturellement et sera produit en entourant le plasma de réaction avec une « couverture » contenant le lithium où les neutrons de la réaction de deutérium-tritium dans le plasma réagiront avec le lithium pour produire plus de tritium. ⁶Li + → de n de divers moyens de ⁴He + de ³H. de faire ceci seront examinés au réacteur d'ITER étant construit à Cadarache, France.
Le lithium est employé comme source pour les particules ALPHA ou les noyaux de l'hélium . Quand ⁷Li est bombardé par le accéléré des protons ⁸ de être est formé, qui subit la fission spontanée pour former deux particules ALPHA. C'était la réaction nucléaire du premier synthétique, produite par Cockroft et Walton dans le 1929 .
L'hydroxyde (LiOH) de lithium de est un composé important de lithium obtenu à partir du carbonate de lithium (Li₂CO₃). C'est une base forte, et une fois de chauffage avec une graisse, il produit un savon de lithium. Le savon de lithium a la capacité d'épaissir des huiles et ainsi est employé commercialement pour fabriquer les graisses lubrifiantes. C'est également un épurateur efficace et léger d'air. Dans des secteurs confined, comme à bord du vaisseau spatial et les sous-marins la concentration de l'anhydride carbonique peut approcher les niveaux malsains ou toxiques. L'hydroxyde de lithium absorbe l'anhydride carbonique de l'air par la réaction avec lui au carbonate de lithium de forme. N'importe quel hydroxyde d'alcali absorbera CO₂, mais l'hydroxyde de lithium est preferred, particulièrement dans des applications de vaisseau spatial, en raison du bas poids de formule a conféré par le lithium. Encore de meilleurs matériaux incluent à cette fin le peroxyde de lithium (Li₂O₂) cela, dans la présence de l'humidité, absorbent non seulement l'anhydride carbonique pour former le carbonate de lithium, mais libèrent également l'oxygène. Par exemple 2 Li₂O₂ de + → 2 2 CO₂ Li₂CO₃ + O₂.
Le métal de lithium est employé comme agent réducteur dans quelques types de production de la métamphétamine , en particulier dans les « laboratoires d'amateur illégaux de meth. »

Production

Depuis la fin de la deuxième guerre mondiale , la production en métal de lithium a considérablement augmenté. Le métal est séparé d'autres éléments en minerai igné de ce type ci-dessus, et est également extrait à partir de l'eau des ressorts de minerai de .

Le métal est le produit électrolytiquement d'un mélange du chlorure fondu de lithium et de potassium de . Dans le 1998 il était au sujet du US$ 43 par livre ($95 de par kilogramme ).

Le Chili est actuellement le principal producteur en métal de lithium dans le monde, avec le Argentine après. Les deux pays récupèrent le lithium des piscines de saumure. Aux Etats-Unis le lithium est pareillement récupéré des piscines de saumure dans le Nevada .

La Chine peut émerger en tant que producteur significatif de carbonate de lithium saumure-basé vers la fin de cette décennie. La capacité potentielle de jusqu'à 45.000 tonnes par an pourrait venir en production si les projets la province de Qinghai et au Thibet procèdent.

Précautions

Le métal de lithium, dû à sa ternissure alkaline, est corrosif et exige la manipulation spéciale pour éviter le contact de peau. Les composés de respiration de la poussière de lithium ou de lithium (qui sont souvent alkalins) peuvent irriter le nez et la gorge ; une exposition plus élevée au lithium peut causer un habillage de fluide dans les poumons, menant à l'oedème pulmonaire . Le métal lui-même est habituellement moins un risque de manipulation que l'hydroxyde caustique produit quand il est en contact avec l'humidité. Le lithium devrait être stocké dans un composé non-réactif tel que le naphte ou un hydrocarbure.

Règlement

Quelques juridictions limitent la vente des batteries au lithium , qui sont la source la plus facilement disponible du métal de lithium pour les consommateurs ordinaires. Le lithium peut être employé pour ramener le pseudoephedrine et l'éphédrine à la métamphétamine dans la méthode de la réduction de bouleau de , qui utilise des solutions des métaux d'alcali dissous en ammoniaque anhydre. Cependant, l'efficacité de telles restrictions en commandant la production illégale de la métamphétamine demeure indéterminée et controversée.

Le chariot et l'expédition de quelques genres de batteries au lithium peuvent être interdits à bord de certains types de transport (en particulier avion), en raison de la capacité de la plupart des types de batteries au lithium de décharger entièrement très rapidement quand le a court-circuité , menant à l'explosion surchauffante et possible . Cependant, la plupart des batteries au lithium du consommateur ont la fonction intégrée thermique de protection de surcharge pour empêcher ce type d'incident, ou leurs limites de conception en soi court-circuitent des courants.

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