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O lítio, número atômico 3, é um metal alcalino de coloração branco-acinzentada. Dentre os metais, apresenta a menor densidade e a maior eletropositividade, além de ser extremamente reativo. O lítio, como os demais metais alcalinos, reage de forma exotérmica com a água e o ar e, por isso, deve ser manuseado com cuidado.
Esse elemento é largamente encontrado em salmouras e fontes de água mineral, além de minerais, como é o caso da petalita. É amplamente utilizado na fabricação das baterias de íon-lítio, importante bateria utilizada em diversos eletrônicos atuais e também em carros elétricos. Contudo, também possui outros usos, como em espaçonaves, como líquido refrigerante de usinas nucleares e até mesmo no tratamento do transtorno de bipolaridade e depressão.
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Tópicos deste artigo
- 1 - Resumo sobre lítio
- 2 - Propriedades do lítio
- 3 - Características do lítio
- 4 - Onde o lítio pode ser encontrado?
- 5 - Obtenção do lítio
- 6 - Aplicações do lítio
- 7 - História do lítio
Resumo sobre lítio
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O lítio é um metal de coloração branco acinzentada pertencente ao grupo dos metais alcalinos.
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É bastante reativo e possui a menor densidade dentre os metais, além de ser o mais eletropositivo dentre eles.
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Pode ser encontrado em salmouras ou também na crosta terrestre, em minerais como a petalita.
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É industrialmente extraído por meio da eletrólise do cloreto de lítio fundido.
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Seu principal uso é na fabricação de baterias de íon-lítio.
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Foi descoberto no começo do século XIX por Johan August Arfwedson.
Propriedades do lítio
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Símbolo: Li.
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Número atômico: 3.
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Massa atômica: 6,938 u.m.a.
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Eletronegatividade: 0,98.
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Ponto de fusão: 180,5 °C.
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Ponto de ebulição: 1342 °C.
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Densidade: 0,534 g.cm-3 (a 20 °C).
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Configuração eletrônica: [He] 2s1.
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Série Química: grupo 1, metais alcalinos.
Características do lítio
O lítio, em sua forma metálica, apresenta coloração branco-acinzentada. Dentre todos os metais da Tabela Periódica, é o que apresenta o menor valor de densidade. Como todo metal alcalino, o lítio, quando em uma substância composta, apresenta número de oxidação (NOx) fixo, com valor igual a +1.
Assim como sódio e potássio, deve ser acondicionado em solvente orgânico, isolado do ar atmosférico, por conta de suas reações exotérmicas tanto com o ar (por causa do gás oxigênio) quanto com a água (presente na umidade). Contudo, as reações do lítio com essas substâncias não é tão vigorosa quanto sódio e potássio.
2 Li + ½ O2 → Li2O
2 Li + 2 H2O → 2 LiOH + H2
Outra característica reacional que o lítio possui em comum com os metais alcalinos, é a reação com halogênios (grupo 17) e gás hidrogênio quando aquecido:
2 Li + X2 → 2 LiX (X = halogênio)
2 Li + H2 → 2 LiH
Porém, de todos os metais alcalinos, apenas o lítio consegue reagir com o gás nitrogênio para a formação do nitreto de lítio, Li3N, em temperatura ambiente.
6 Li + N2 → 2 Li3N
Compostos de lítio podem ser identificados em testes de chama, pois o lítio, quando queimado, apresenta uma linda cor rubra. Contudo, se a combustão for muito vigorosa, tal cor não pode ser percebida, dando lugar a uma chama branca e brilhante.
Com um potencial padrão de redução de -3,04 V, o lítio é considerado o metal mais eletropositivo da Tabela Periódica.
Onde o lítio pode ser encontrado?
![Petalita](https://s5.static.brasilescola.uol.com.br/be/2022/03/petalita.jpg)
Dada a sua grande reatividade, o lítio não é encontrado em sua forma pura na natureza, o que quer dizer que ele está sempre associado a rochas, como as ígneas. Também é possível encontrar lítio em fontes de águas minerais e oceanos.
A petalita (ou castorista), LiAl(Si2O5)2, é um exemplo de minério de lítio, mas também se destacam o espodumênio, LiAlSi2O, e a lepidolita, um minério que é uma fonte secundária de lítio, além de ser fonte dos metais alcalinos rubídio e césio.
Austrália, Chile e China figuram como os países com as maiores produções minerais de lítio. Contudo, revisões recentes feitas pelo USGS (US Geological Survey, o serviço geológico norte-americano) apontam que a Bolívia possui a maior reserva de lítio do mundo (cerca de 50%), o qual está distribuído na salmoura de Uyuni. Chile, Argentina e Bolívia, aliás, concentram 75% das reservas de lítio do mundo.
![Salmoura de Uyuni, na Bolívia](https://s2.static.brasilescola.uol.com.br/be/2022/03/salmoura-uyuni.jpg)
Obtenção do lítio
O processo de obtenção do lítio metálico é feito por diversos processos um tanto quanto tediosos. Em primeiro lugar, o lítio deve ser obtido na forma de cloreto de lítio, LiCl, o qual pode ser obtido por meio dos seus minerais via tratamentos ácidos ou alcalinos seguidos de cloração. Também é possível obter o cloreto de lítio dos oceanos ou de fontes de águas minerais por cristalização, seguida por extração com solvente e, então, separação por meio de processos de troca iônica.
A partir daí, o LiCl anidro (sem água) deve seguir para eletrólise ígnea. Na eletrólise, o LiCl está em uma mistura eutética com o Kcl, e o processo ocorre na faixa de temperatura de 400–450 °C.
A mistura eutética foi uma adaptação feita ao processo para que a temperatura operacional fosse menor. Nessa temperatura, o lítio é obtido no cátodo da eletrólise na forma líquida.
Porém, para a maioria das aplicações, o lítio é extraído na forma de compostos, como o Li2CO3 (carbonato de lítio), o qual é facilmente extraído de salinas e salmouras. No caso, a energia solar faz aumentar a concentração de lítio no meio (que está na forma de cloreto) ao evaporar a água. Depois, o cloreto de lítio é tratado com solução de carbonato para que se precipite o carbonato de lítio.
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Aplicações do lítio
Atualmente, o principal uso do lítio está nas baterias de íon-lítio. Essas baterias, encontradas na maioria dos dispositivos eletrônicos atuais, apresentam como solução eletrolítica (rica em cargas e condutora de eletricidade) sais de lítio dissociados em solventes não aquosos.
Como o lítio, nessas condições, está na forma iônica, a bateria apresenta tal nome. Sua vantagem está associada a duas propriedades fundamentais do lítio: ele é leve, por conta de sua baixa densidade, e também é o elemento metálico mais eletropositivo.
![Bateria automotiva que utiliza íons lítio.](https://s4.static.brasilescola.uol.com.br/be/2022/03/bateria-automotiva.jpg)
Novas gerações de bateria de lítio estão sendo desenvolvidas para uma maior competição contra os tradicionais automóveis de combustão interna, as chamadas baterias de lítio metálico (BLM). Estima-se que sejam necessários 10 quilogramas de lítio metálico em cada carro que utilizar as BLMs, o que quer dizer que para substituir um décimo da frota de carros movidos a combustíveis fósseis, seria necessário um milhão de toneladas de lítio. Expectativas conservadoras sobre a utilização de lítio no futuro, as quais consideram apenas o uso de carros elétricos, apontam que cinco milhões de toneladas de lítio metálico serão consumidos até o ano de 2050.
O lítio também é utilizado como combustível de foguetes, uma vez que sua combustão é rápida, com boa liberação de energia, além de bom impulso. Ainda no campo das espaçonaves, as ligas metálicas de lítio, como a liga de lítio e magnésio, costumam ser empregadas na estrutura de veículos espaciais, por conta de seu baixo peso e boa resistência mecânica.
Lítio metálico tem papel na composição e produção de hidretos, como o LiH (hidreto de lítio), o LiBH4 (hidreto de boro e lítio) e o LiAlH4 (hidreto de alumínio e lítio), os quais servem como depósitos em fase sólida de hidrogênio para células combustíveis de hidrogênio, composto de grande potencial combustível.
Como o lítio apresenta uma ampla faixa de temperatura em que permanece líquido (de 180,5 °C a 1342 °C), ele é um bom candidato para líquido refrigerante em usinas nucleares, até porque também apresenta boa capacidade calorífica.
Um uso menos comum do lítio, mais especificamente o carbonato de lítio, está na psiquiatria. O carbonato de lítio é indicado para tratamento de bipolaridade, como estabilizador de humor, além de ser utilizado no tratamento contra a depressão, em casos mais agudos. O maior problema é que o paciente deve ser continuamente monitorado, já que a dose usada é muito próxima da dose tóxica.
História do lítio
Por mais incrível que possa parecer, o lítio é o mais próximo que um brasileiro chegou de descobrir um elemento da Tabela Periódica (até agora, claro). Em 1818, Johan August Arfwedson, aos 25 anos de idade, fez a descoberta do lítio, enquanto trabalhava no laboratório de ninguém mais ninguém menos que Jöns Jacob Berzelius, conhecido como o “pai da química sueca”.
Após a descoberta, Berzelius escreveu uma carta no dia 9 de fevereiro de 1818 e enviou para Claude Louis Berthollet, dizendo que “o novo álcali foi descoberto pelo sr. Arfwedson […] em um mineral previamente descoberto pelo sr. d’Andrada em uma mina de Utö e por ele chamado de petalita […]”.
O “sr d’Andrada” era José Bonifácio de Andrada e Silva, considerado o patrono da independência do Brasil. Porém, antes de sua carreira política, José Bonifácio estudou na Universidade de Coimbra, em Portugal, chegando a trabalhar com nomes célebres da ciência, como Antoine Lavoisier e Alessandro Volta.
![Busto em homenagem a José Bonifácio de Andrada e Silva, localizado na cidade de Santos, estado de São Paulo, sua cidade natal. [1]](https://s4.static.brasilescola.uol.com.br/be/2022/03/busto-jose-bonifacio.jpg)
No ano de 1800, José Bonifácio publicou uma carta no Journal de Physique, de Chimie et de Histoire Naturelle, em francês; outra no Allgemeines Journal der Chemie em alemão; e, em 1801, mais uma no A Journal of Natural Philosophy, Chemistry and the Arts, em inglês. Apesar de ter relatado a descoberta de 12 novos minerais, é sabido nos dias atuais que apenas quatro eram de fato novos: o espodumênio, a petalita, a criolita e a escapolita.
O lítio, que vem do grego lithos e significa “pedra”, foi isolado em 1818, por Sir Humphry Davy, após a eletrólise do óxido de lítio em uma cápsula de platina.
Créditos da imagem
[1] Stefan Lambauer / Shutterstock
Por Stéfano Araújo Novais
Professor de Química