Története

A lítiumot (görögül lithos, jelentése „kő”) 1817-ben fedezte fel Johann Arfvedson. Arfvedsonnak a svéd Utö szigeten talált petalit ércben (LiAl(Si₂O5)₂) lévő szpodumen és lepidolit ásványban sikerült megtalálnia az új elemet. 1818-ban Christian Gmelin figyelte meg először, hogy a lítium sói a lángot élénkvörösre színezik. Egyiküknek sem sikerült azonban a lítiumot sóiból elkülönítenie.

Az izoláció először W.T. Brande-nak és Sir Humphrey Davy-nek sikerült, akik elektrolízist alkalmaztak lítium-oxidon(Li₂O). Kereskedelmi mennyiségben először 1923-ban állította elő a német Metallgesellschaft AG, megolvasztott lítium-klorid (LiCl) és kálium-klorid (KCl) elektrolízisével.

A „lítium” nevet vélhetőleg azért kapta, mert ásványban mutatták ki először, míg a többi alkálifémet először növényi szövetben.

Jellemzői

A lítium a legkönnyebb fém, sűrűsége mindössze fele a vízének. Más alkálifémekhez hasonlóan a vízzel azonnal kölcsönhatásba lép, aktivitása miatt nem is található meg szabad formában a természetben, noha még mindig nehezebben lép reakcióba mint a kémiai szempontból hasonló nátrium. A lángot ragyogó vörösre festi, de ha erősen ég, a láng brilliáns fehér színűre változik. Egy vegyértékű elem.

Felhasználása

Nagy fajhője miatt (a szilárd elemek közül a legnagyobb) a lítiumot hőtranszfer során használják. Ezenkívül akkumulátorokban anódként alkalmazzák magas elektrokémiai potenciálja miatt. Egyéb felhasználási területei:

• sói közül a lítium-karbonát (Li₂CO₃, fehér kristályos por) és a lítium-citrát (Li₃C₆H₅O₇) mániás-depressziós zavarok gyógyszere
• a lítium-klorid és lítium-bromid erősen nedvszívó hatásúak, pl. alumínium és magnézium hegesztésénél alkalmazzák
• a lítium-sztearát általános célú, magas hőmérsékleten is használható kenőanyag
• felhasználják szerves vegyületek gyártása során, és az atomenergia-iparban is
• üvegekben, kerámiákban alkalmazzák, pl. a Palomar-hegyi 5 méteres teleszkópban is
• lítium-hidroxiddal (LiOH) vonják ki a szén-dioxidot az űrhajók és tengeralattjárók levegőjéből
• alumíniummal, kadmiummal, rézzel, mangánnal képzett ötvözeteit felhasználják a repülőgépgyártásban

Izotópjai

A természetben a lítiumnak két stabil izotópja fordul elő, a ⁶Li és a ⁷Li, ezek közül a ⁷Li a gyakoribb (92,5%-os előfordulási arány). Hat radioaktív izotópja van, közülük legstabilabb a ⁸Li, 838 ms-os felezési idővel és a ⁹Li, 178,3 ms-os felezési idővel. A többi radioaktív izotóp felezési ideje 8,5 ms-nál kisebb, illetve nem ismert.

A lítium izotópjainak relatív atomtömege 4,027 u (⁴Li) és 11,0438 u (¹1Li) közé esik. A leggyakoribb stabil izotóp, ⁷Li előtti izotópok elsősorban proton-emisszióval bomlanak (egy esetben alfa-bomlással), a ⁷Li utániak pedig béta-bomlással (némelyik neutron-emisszióval). A ⁷Li előtti bomlás termékei elsősorban hélium-izotópok, a ⁷Li utániak esetében pedig berillium-izotópok.

A ⁷Li egyike a legősibb kémiai elemeknek (jó része még az Ősrobbanás során keletkezett). A lítium izotópjai számos természeti folyamatban részt vesznek, köztük az ércképződésben (üledékképződés), anyagcserében, ioncserében (a lítium a magnéziumot és vasat lecseréli az oktahedrális helyekről agyagásványokban, a ⁶Li könnyebben mint a ⁷Li), a hiperfiltrációban (fordított ozmózis, ivóvíz előállításában).

Előfordulása

A lítium széles körben elterjedt elem, de a természetben elemi formájában nem fordul elő. Nagy reakciókészsége miatt mindig más elemekhez kötődve vagy vegyületekben fordul elő. Megtalálható a tengervízben, és csaknem minden vulkanikus kőzetben.

A II. világháború óta a lítium kitermelése jelentősen megnőtt. Vulkáni kőzetek többi alkotóelemétől különítik el, vagy ásványvizekből vonják ki. Lepidolit (lítiumcsillám), szpodumen, petalit és ambligonit (LiAl[PO₄F]) a legfontosabb kőzetek amik tartalmazzák.

Az USA-ban a lítiumot kiszáradt tavak medréből vonják ki, Kaliforniában, Nevadában és még néhány helyen. Az ezüstös fényű fémet elektrolízissel vonják ki olvadt lítium és kálium-klorid elegyéből.

katód:

anód:

Óvintézkedések

Ahogy más alkálifémek, úgy a lítium is elemi formában erősen gyúlékony és kismértékben robbanásveszélyes, ha levegőnek, de főleg ha víznek van kitéve. Korrozív hatású, és különleges kezelést igényel a bőrrel való érintkezés elkerülése végett. Tárolása kémiailag kevéssé reakcióképes folyékony szénhidrogénben, például benzinben történik. A lítium a természetes élettani folyamatokban nem játszik szerepet, és enyhén mérgezőnek tartják. Ezért ha gyógyszerként használják, a vérben lévő koncentrációját rendszeresen ellenőrizni kell.