litium

Litium er et sølvhvitt, meget uedelt metall (standard reduksjonspotensial E^o = -3,05 V).  Det er duktilt, valsbart og mykt og kan lett skjæres med kniv. Det har lavest densitet av de grunnstoffer som er i fast tilstand ved romtemperatur og alminnelig trykk, og det flyter på vann.

To naturlig forekommende, stabile isotoper av litium er kjent: ⁶Li (7,5 %) og ⁷Li (92,5 %).

Uttale

For grunnstoffnavn som ender på tium som lutetium, strontium og technetium leses endelsen tium som sium. Mange sier derfor litsium for litium, men det er feil; navnet uttales som det skrives. Det er helt klart på engelsk hvor navnet skrives lithium.

Forekomst

Litium forekommer i spormengder i jord og vann. Det utgjør bare 30 ppm av jordskorpen. 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 bl.a. i Østerrike, Frankrike, Spania og Sverige, men disse er ikke drivverdige.

Kjemiske egenskaper

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 ca. 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.

Fremstilling

Litium fremstilles fra litiumsilikatene ved forskjellige metoder. I en av disse behandles spodumen 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.

Bruk

Litium har mange anvendelser. Det brukes 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 pga. legeringenes lave densitet. Størst anvendelse blant litiumsaltene har litiumsterat, bl.a. som tykningsmiddel for oljer. Litiumforbindelser benyttes videre som tilsetningsstoff til smelten ved aluminiumelektrolyse, i glass- og keramisk industri, til absorpsjon av karbondioksid i f.eks. undervannsbåter, i syntesen av vitamin A, som reduksjonsmiddel i organiske synteser, som katalysator, i farmasøytiske preparater o.a. Det er økende behov for litium i fremstillingen av Li-batterier (se batteri – fysikk) Små Li-batterier brukes i mobiltelefoner, datamaskiner og større i elektriske biler.

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.

Fysiologisk virkning

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.

Historie

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 sten på latin da litium var funnet i mineralriket og ikke i planteriket som natrium og kalium. Metallet ble fremstilt elektrolytisk av i små mengder omtrent samtidig. Større mengder metall ble fremstilt elektrolytisk i 1855 av Robert Wilhelm Bunsen i Heidelberg og først da kunne metallets egenskaper bli studert nærmere.

Litium