Litium

litium

Litium (Li) er et sølvhvitt metall som er enkelt å skjære i. Det flyter på vann som det reagerer med og gir hydrogengass. Det reagerer også med oksygengass i luften, gir litiumoksid og må derfor oppbevares luftfritt.

Det er det første grunnstoffet gruppe 2 (alkalimetallene) i periodesystemet.

Det er to stabile isotoper av litium: ⁶Li (7,5 prosent) og ⁷Li (92,5 prosent).

For grunnstoffnavn som ender på -tium, som strontium og technetium, leses endelsen tium som sium. Derfor sier mange litsium for litium, men det er strengt tatt feil; navnet burde uttales med t som det skrives. Det er helt klart på engelsk hvor navnet skrives lithium.

Det viktigste litiummineralet er spodumen, LiAlSi₂O₆, som kan forekomme som hvite til grønne krystaller som kan brukes til smykker. Andre litiummineraler er lepidolitt, K(LiAl)₃(SiAl)₄O₁₀(OH,F)₂, og petalitt, LiAlSi₄O₁₀.

De viktigste litiumforekomstene finnes i USA, Canada, Chile, Kina, Portugal og Russland. Det er også påvist litiumholdige mineraler blant annet i Østerrike, Frankrike, Spania og Sverige, men disse er ikke drivverdige.

Litium er det minst reaktive av alkalimetallene. Det reagerer langsomt i tørr luft, men vil korrodere raskt i fuktig luft under dannelse av litiumhydroksid, litiumnitrid og noe litiumkarbonat. Litium oppbevares gjerne i vakuum eller i hydrokarboner med liten densitet. Litium er et kraftig reduksjonsmiddel og reagerer med vann under dannelse av hydrogengass og litiumhydroksid:

2Li(s) + 2H₂O(l) → 2Li⁺(aq) + OH^-(aq) + H₂(g)

Ved oppvarming i luft antennes metallet ved cirka 180 °C og brenner med rød flamme under dannelse av litiumoksid Li₂O(s).

I salter er litium enverdig (oksidasjonstrinn +I) og gir ikke farge. Litium farger en ikke-lysende flamme karmosinrød. Det brukes til kvalitativ påvisning av litium.

Produksjonen av litium har øket sterkt i de senere årene. Mesteparten produseres i Chile og Argentina fra saltvann fra underjordiske kilder i Andesfjellene.

Litium kan også fremstilles fra litiumsilikater ved å behandles dem med konsentrert svovelsyre ved 250 °C. Sulfatene som dannes, løses i vann. Litium felles som karbonat ved tilsetning av soda.

Litiummetall blir fremstilt ved elektrolyse av en eutektisk smelte av litium- og kaliumklorid ved 400–450 °C.

Den største industrielle bruk av litium er som litiumsterat i smøreoljer.

En stigende mengde litium brukes også i batterier. Det er to typer: litiumbatterier og Li-ionbatterier. I det første er litium i anoden (der hvor det skjer en oksidasjon og elektroner avgis) mens i det andre er litiumioner i katoden (der hvor det skjer en reduksjon og elektroner opptas) og litium i anoden. Fordelen ved å bruke litium er dels det store standard reduksjonspotensialet (-3,05 volt) og dels den lave vekten som gjør at disse batteriene er lettere og mindre enn andre batterier.

Litium brukes som også som deoksidasjonsmiddel for metaller som jern, nikkel, kobber og bronse, og som legeringstilsetning til magnesium, aluminium og bly for å øke styrken. Litium-aluminium-legeringer benyttes i komponenter til fly og romfartøyer på grunn av legeringenes lave tetthet.

Litiumforbindelser benyttes som tilsetningsstoff til smelten ved aluminiumelektrolyse, i glass- og keramisk industri, til absorpsjon av karbondioksid i for eksempel undervannsbåter, i syntesen av vitamin A, som reduksjonsmiddel i organiske synteser, som katalysator, i farmasøytiske preparater og annet.

Litium har hatt stor betydning innen utvikling av kjerneenergi og -våpen. En viktig kjernekjemisk reaksjon er fremstilling av tritium ved å bestråle litiumisotopen ⁶Li med nøytroner: ⁶Li + ¹n → ⁴He + ³H.

I en hydrogenbombe reagerer dannet tritium med deuterium (i form av litiumdeuterid,⁶LiD) og gir fusjonsreaksjonen: ³H + ²H → ⁴He + ¹n.

Enkelte litiumsalter benyttes til behandling av bipolar lidelse selv om det er uklart om hvilken rolle litium spiller i organismen. Inntak av større mengder litium forårsaker forgiftning. Det er først og fremst sentralnervesystemet som blir påvirket.

Litiummineralene petalitt og spodumen ble oppdaget på Utö, en øy rett syd for Stockholm, av brasilianeren Jozé Bonifácio de Andrada E. Silva (1763-1838) på studiebesøk i Sverige i 1790-årene. Svensken Johan A. Arfvedson (1792-1841) oppdaget at de to mineralene inneholdt et nytt grunnstoff da han arbeidet som 25-åring i det private laboratoriet til Jöns Jacob Berzelius i Stockholm. De ga grunnstoffet navn lithia, senere skrevet litium, etter stein på latin, da litium var funnet i mineralriket og ikke i planteriket som natrium og kalium.

Større mengder metall ble fremstilt elektrolytisk i 1855 av Robert Wilhelm Bunsen i Heidelberg, og først da kunne metallets egenskaper bli studert nærmere.

• litiumkarbonat
• alkalimetallene
• metaller