Λίθιο

Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια
Μετάβαση σε: πλοήγηση, αναζήτηση
Λίθιο
ΉλιοΛίθιοΒηρύλλιο
H

Li

Na
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif

Electron shell 003 Lithium (el).svg
Κατανομή ηλεκτρονίων ανά στοιβάδα στο Λίθιο

Lithium paraffin.jpg
Λίθιο

Ιστορία
Ταυτότητα του στοιχείου
Όνομα, σύμβολο Λίθιο (Li)
Ατομικός αριθμός (Ζ) 3
Κατηγορία Μέταλλα
ομάδα, περίοδος,
τομέας
1 ,2, s
Σχετική ατομική
μάζα (Ar)
6,941
Ηλεκτρονική
διαμόρφωση
[He] 2s1
Αριθμός CAS 7439-93-2
Ατομικές ιδιότητες
Ατομική ακτίνα 152 pm
Ηλεκτραρνητικότητα 0,98
Κυριότεροι αριθμοί
οξείδωσης
+1
Ενέργειες ιονισμού 1η: 520,2 kJ/mol
2η: 7.298,1 kJ/mol
3η: 11.815,0 kJ/mol
Φυσικά χαρακτηριστικά
Σημείο τήξης 180,50 °C (453,65 K)
Σημείο βρασμού 1330 °C (1.603 K)
Πυκνότητα 534 kg/m³
Ενθαλπία τήξης 3,00 kJ/mol
Ενθαλπία εξάτμισης 147,1 kJ/mol
Σκληρότητα Mohs 0,6
Μέτρο ελαστικότητας
(Young's modulus)
4,9 GPa
Ταχύτητα του ήχου (20 °C) 6.000 m/s
Η κατάσταση αναφοράς είναι η πρότυπη κατάσταση (25°C, 1 Atm)
εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά

Το λίθιο (λατινικά lithium, από την ελληνική λέξη «λίθος») είναι το χημικό στοιχείο με χημικό σύμβολο Li, ατομικό αριθμό 3 και ατομική μάζα 6,94 amu. Το χημικά καθαρό λίθιο, στις «συνηθισμένες συνθήκες», δηλαδή σε θερμοκρασία 25°C και υπό πίεση 1 atm, είναι μαλακό στερεό αργυρόλευκο μέταλλο, με κανονική θερμοκρασία τήξης 180,50 °C και κανονική θερμοκρασία βρασμού 1330 °C. που ανήκει στα αλκαλιμέταλλα, δηλαδή στην ομάδα 1 του περιοδικού συστήματος. Είναι, ακόμη, το ελαφρύτερο μέταλλο, αλλά και το ελαφρύτερο στερεό χημικό στοιχεία, γενικότερα. Όπως και όλα τα υπόλοιπα αλκαλιμέτααλλα, το λίθιο είναι πολύ δραστικό και εύφλεκτο. Για το λόγο αυτό, τυπικά φυλάσσεται κάτω από στρώμα πετρελαίου. Όταν κοπεί παρουσία ατμοσφαιρικού αέρα, αρχικά παρουσιάζει μεταλλική λάμψη, αλλά η επαφή με την υγρασία του ατμοσφαιρικού αέρα σχηματίζει σύντομα μια αργυρόγκριζα επιφάνεια, που τελικά μαυρίζει. Ακριβώς εξαιτίας της μεγάλης χημικής δραστικότητάς του, το λίθιο δεν έχει βρεθεί στη φύση στη στοχιειακή του κατάσταση, παρά μόνο με τη μορφή ενώσεών του, συνήθως ιονικών. Το λίθιιο έχει βρεθεί σε έναν αριθμό πηγματιτικών ορυκτών, που εξαιτίας της μεγάλης διαλυτότητας των κατιόντων λιθίου (Li+), βρίσκονται συχνά διαλυμένα στο ωκεάνιο νερό, από το οποίο λαμβάνονται σε αλυκές, καθώς και σε μορφή πηλού. Σε εμπορική κλίμακα, το στοιχειακό λίθιο απομονώνεται ηλεκτρολυτικά από μίγμα (τηγμάτων) χλωριούχου λιθίου (LiCl) και χλωριούχου καλίου (KCl).

Ο πυρήνας του λιθίου δεν είναι ασταθής, αφού τα δύο (2) σταθερά ισότοπά του στη φύση έχουν πυρήνες που βρίσκονται στη λίστα με τα σταθερά νουκλίδια που έχουν τη μικρότερη ενέργεια δέσμευσης. Ως αποτέλεσμα, μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε αντιδράσεις σχάσης, αλλά και σε αντιδράσεις σύντηξης, σε πυρηνικούς αντιδραστήρες. Είναι το 25ο σε αφθονία στο ηλιακό σύστημα, δηλαδή ανάμεσα στα 32 πρώτα στοιχεία του περιοδικού συστήματος, παρόλο που είναι το 3ο σε απλότητα πυρήνων σε αυτά[1]. Για σχετικούς λόγους, το λίθιο έχει σημαντικές συνδέσεις στην πυρηνική φυσική και χημεία. Η μετατροπή λιθίου σε ήλιο (He), το 1932, ήταν η πρώτη πραγματικά ανθρωπογενής πυρηνική αντίδραση, και το δευτεριούχο λίθιο-6 (6LiD) χρησιμοποιήθηκε ως πυρηνικό καύσιμο σε σταθερά θερμοπυρηνικά όπλα [2].

Το λίθιο και οι ενώσεις του έχουν αρκετές βιομηχανικές εφαρμογές, που περιλαμβάνουν θερμοαντοχο γυαλί και κεραμεικά, κράματα υψηλής αναλογίας αντοχής προς βάρος, που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή αεροσκαφών. Αυτές οι εφαρμογές καταναλώνουν πάνω από το ήμισυ της παγκόσμιας παραγωγής λιθίου. Χρησιμοποιείται, ακόμη, κατά κύριο λόγο σε κράματα μεταφοράς θερμότητας και στις μπαταρίες και επίσης σε μερικούς σταθεροποιητές διάθεσης.

Ιχνοποσότητες λιθίου βρίσκονται σε όλους τους ζωντανούς οργανισμούς. Ωστόσο, δεν έχει βρεθεί κάποια συγκεκριμένη ζωτικής σημασίας βιολογική λειτουργία που να εξυπηρετεί, εφόσον τα ζώα και τα φυτά βρίσκονται σε καλή υγεία και χωρίς το λίθιο. Όμως, τα κατιόντα λιθίου (Li+), που προέρχονται από διάφορα άλατα λιθίου, αποδείχθηκαν ότι είναι χρήσιμα ως φάρμακα σταθεροποίησης της διάθεσης (δηλαδή αντικαταθληπτικά) και για τη θεραπεία αταξίας διπόλων, εξαιτίας των νευρολογικών αποτελεσμάτων των ιόντων αυτών στο ανθρωπινο σώμα.

Το λίθιο είναι ένα από τα μόλις τρία στοιχεία (και το μόνο μέταλλο) που δημιουργήθηκαν κατά τις πρώτες στιγμές της Μεγάλης Έκρηξης (τα άλλα δυο στοιχεία είναι το υδρογόνο και το ήλιο, τα οποία, σύμφωνα με τους κοσμολόγους, δημιουργήθηκαν σε πολύ μεγαλύτερη αφθονία απ' ό,τι το λίθιο και το βηρύλλιο).

Όπως όλα τα αλκαλιμέταλλα, έχει ένα μόνο ηλεκτρόνιο σθένους, και το αποβάλλει εύκολα αυτό το ηλεκτρόνιο, για να γίνει κατιόν (Li+) και να αποκτήσει την ηλεκτρονική δομή του ηλίου (He), που είναι ευγενές αέριο. Έτσι, το λίθιο αντιδρά εύκολα με το νερό και δεν συναντάται ελεύθερα στη φύση.

Όταν το λίθιο τοποθετείται πάνω από φλόγα αποκτά ένα εντυπωσιακό πορφυρό χρώμα (πυροχημική ανίχνευση) αλλά όταν καεί έντονα η φλόγα γίνεται εκτυφλωτικά λευκή. Το λίθιο αντιδρά πολύ έντονα με το νερό και, αν ριφθεί ένα τεμάχιό του σε νερό η αντίδραση μπορεί να οδηγήσει σε έκρηξη, καθώς η αντίδραση είναι έντονα εξώθερμη και παράγει αέριο υδρογόνο . Είναι το μόνο μέταλλο που αντιδρά με το άζωτο σε θερμοκρασία δωματίου παράγοντας αζωτούχο λίθιο (Li3N), το οποίο είναι μαύρο. Το λίθιο έχει υψηλή ειδική θερμοχωρητικότητα, 3582 J/(kg·K), και μεγάλο θερμοκρασιακό εύρος στην υγρή του μορφή, γεγονός που το καθιστά χρήσιμη χημική ουσία.

Το λίθιο στην ανόθευτη του μορφή είναι πολύ εύφλεκτο και κάπως εκρηκτικό όταν εκτίθεται στον αέρα και κυρίως στο νερό. Οι φωτιές λιθίου δύσκολα αντιμετωπίζονται και απαιτούν χημικές ουσίες ειδικά σχεδιασμένες για να τις σβήνουν. Είναι επίσης διαβρωτικό και απαιτεί ειδική μεταχείριση ώστε να αποφεύγεται η επαφή με το δέρμα. Το λίθιο θα πρέπει να αποθηκεύεται σε μια μη δραστική ένωση, όπως, για παράδειγμα, σε νάφθα ή σε υγρό υδρογονάνθρακα. Οι ενώσεις του λιθίου δεν διαδραματίζουν φυσικό βιολογικό ρόλο και θεωρούνται μέτρια τοξικές. Όταν ενώσεις Li+ χρησιμοποιούνται ως φάρμακο, θα πρέπει να ελέγχεται με προσοχή η συγκέντρωσή του στο αίμα.

Ιστορία[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Ο πεταλίτης (LiAlSi4O10) ανακαλύφθηκε το 1800 από το Βραζιλιάνο χημικό και πολιτικό Χοσέ Μπονιάθιο ντε Αντράντα ε Σίλβα (José Bonifácio de Andrada e Silva) σε ένα ορυχείο του νησιού Ούτο (Utö) της Σουηδίας[3][4][5]. Ωστόσο, μόλις το 1817, ο Γιόχαν Αυγκούστ Άρφγεντσον (Johan August Arfwedson), όταν δούλευε στο χημικό εργαστήριο του χημικού Γιονς Γιάκομπ Μπερζέλιους (Jöns Jakob Berzelius), ανακάλυψε την παρουσία ενός καινούργιου (για τότε) χημικού στοιχείου, καθώς ανέλυε τη σύνθεση του αναφερόμενου ορυκτού[6][7][8]. Tο νέο (για τότε) αυτό χημικό στοιχείο σχημάτιζε χημικές ενώσεις με τρόπο παρόμοιο με τα χημικά στοιχεία νάτριο (Na) και κάλιο (K), παρόλο που το ανθρακικό λίθιο (Li2CO3) και το υδροξείδιο του λιθίου (LiOH) είναι λιγότερο υδατοδιαλυτά και περισσότερο βασικά[9].Ο Μπερζέλιους ονόμασε τη (νέα για τότε) βάση (Li2CO3) με την ονομασία "lithion/lithina" , από την ελληνική λέξη «λίθος», για να θυμίζει την ανακάλυψή του σε ένα στερεό ορυκτό, κατά αναλογία με το κάλιο (Κ, potassium), που είχε ανακαλυφθεί σε φυτικής προέλευσης στάχτη, και το νάτριο (Na, sodium) , που ήταν γνωστό εν μέρει για την υψηλή του (σχετικά) περιεκτικότητα στο ζωικό αίμα. Ακόμη, ονόμασε το ίδιο το (νέο για τότε) χημικό στοιχείο «λίθιο» (lithium)[10][4][11].

Ο Άρφγεντσον αργότερα απέδειξε ότι το ίδιο χημικό στοιχείο βρίσκεται επίσης στα ορυκτά σποντουμένιο και λεπιδολίτη[4]. To 1818, o Κρίστιαν Γκμέλιν (Christian Gmelin) παρατήρησε πρώτος ότι τα άλατα του λιθίου δίνουν έντονο κόκκινο χρώμα σε φλόγα[4]. Ωστόσο, οι Άρφγεντσον και Γκμέλιν επιχείρησαν να απομονώσουν το ίδιο το στοιχείο από τα άλατά του και απέτυχαν[4][8][12]. Μόλις το 1821, ο Γουΐλλιαμ Τόμας Μπρέιντ (William Thomas Brande) κατώρθωσε να λάβει στοιχειακό λίθιο με ηλεκτρόλυση (τήγματος) οξειδίου του λιθίου (Li2O), με μια διεργασία που είχε προηγουμένως εφευρεθεί από το χημικό Σερ Χάμφρυ Ντέιβυ (Sir Humphry Davy, 1st Baronet) για να απομονώσει δυο άλλα αλκαλιμέταλλα, το κάλιο (K) και το νάτριο (Na)[13][12][14][15]. Ο Μπρέιντ επίσης ανακάλυψε σε χημικά καθαρές μορφές κάποια άλατα του λιθίου, όπως το χλωριούχο λίθιο (LiCl), και, εκτιμώντας ότι η «λιθία» [lithia, δηλαδή το οξείδιο του λιθίου (Li2O)] περιέχει περίπου 55% μέταλλο, εκτίμησε το ατομικό βάρος του λιθίου ότι είναι γύρω στα 9,8 g/mol (με σύγχρονη τιμή περίπου 6,94 g/mol)[16]. Το 1855, μεγαλύτερες ποσότητες λιθίου παράχθηκαν μέσω ηλεκτρόλυσης (τήγματος) χλωριούχου λιθίου (LiCl) από τους Ρόμπερτ Μπούνσεν (Robert Bunsen) και Αυγκούστους Ματθιέσεν (Robert Bunsen and Augustus Matthiessen)[4]. Η ανακάλυψη αυτής της διεργασίας πλέον οδήγησε στην εμπορική παραγωγή στοιχειακού λιθίου, αρχίζοντας από το 1923, από τη Γερμανική εταιρεία Metallgesellschaft AG, που είχε προηγουμένως βελτιώσει την απόδοση της ηλεκτρόλυσης σχηματίζοντας υγρό μίγμα χλωριούχου λιθίου (LiCl) και χλωριούχου καλίου (KCl)[4][17][18].

Ο Γιόχαν Αυγκούστ Άρφγεντσον που πιστώθηκε την ανακάλυψη του λιθίου, το 1817.

Η παραγωγή και λιθίου οδήγησε σε αρκετές δραστικές αλλαγές στην ιστορία: Η πρώτη κύρια εφαρμογή του λιθίου ήταν η παραγωγή γράσσων υψηλής θερμοκρασίας για κινητήρες αεροσκαφών ή παρόμοιες εφαρμογές κατά το Β΄ Παγκόσμιο Πόλεμο και αμέσως μετά. Η εφαρμογή αυτή οφείλεται στην ιδιότητα που έχουν οι σάπωνες λιθίου (δηλαδή τα καρβοξυλικά άλατα λιθίου) να έχουν υψηλότερες θερμοκρασίες τήξης και να είναι λιγότερο διαβρωτικά σε σύγκριση με τους αντίστοιχους σάπωνες ασβεστίου (Ca). Η μικρή αγορά των σαπώνων λιθίου και των λιπαντικών γράσσων υποστηρίχθηκε από αρκετές μικρές εξορρυκτικές επιχειρήσεις, κυρίως στις ΗΠΑ.

Η ζήτηση λιθίου αυξήθηκε δραματικά κατά τη διάρκεια του Ψυχρού Πολέμου, με την παραγωγή θερμοπυρηνικών όπλων. Τόσο το λίθιο-6 (6Li), όσο και το λίθιο-7 (7Li) παράγουν τρίτιο (T), όταν διεγείρονται με νετρόνια, και έτσι είναι χρήσιμα για την παραγωγή του ίδιου του τρίτιου, αλλά και σχηματίζουν ένα στερεό καύσιμο πυρηνικής σύντηξης μέσα στις υδρογονοβόμβες με τη μορφή δευτεριούχου λιθίου (LiD). Οι ΗΠΑ έγιναν η κύρια παραγωγός του λιθίου κατά εκείνη τη χρονική περίοδο, δηλαδή από τα τέλη της δεκαετίας του 1950 ως τα μέσα της δεκαετίας του 1980. Στο τέλος αυτής της περιόδου το απόθεμα λιθίου ήταν περίπου 42.000 τόννοι, στη μορφή του υδροξειδίου του λιθίου (LiOH). Το απόθεμα αυτό αποτελούνταν κατά 75% από λίθιο-6 (6Li), που είναι αρκετό για να επηρεάσει το μετρούμενο ατομικό βάρος του λιθίου σε πολλες προτυποποιημένες ενώσεις του, ακόμη και το ατομικό βάρος του λιθίου κάποιων «φυσικών πηγών», από τις οποίες το λίθιο είχε «μολυνθεί» με άλατα λιθίου, με τα οποία γίνεται ανταλλαγή ισοτόπων στις εγκαταστάσεις διαχωρισμού, και τα οποία είχαν βρει το δρόμο τους μέχρι τα υπόγεια ύδατα[19][20].

Φυσική παρουσία[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Αστρονομική[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Κύριο λήμμα: Πυρηνοσύνθεση
Το λίθιο είναι περίπου το ίδιο κοινό όσο και το χλώριο στον ανώτερο ηπειρωτικό φλοιό σε αναλογία ατόμων.

Σύμφωνα με στη σύγχρονη κοσμολογική θεωρία, το λίθιο, με τη μορφή και των δυο (2) σταθερών ισοτόπων του, λίθιο-6 (6Li) και λίθιο-7 (7Li), ήταν ανάμεσα στα τρία (3) χημικά στοιχεία που συνθέθηκαν (αρχικά) από τη μεγάλη έκρηξη[21]. Αν και η ποσότητα λιθίου που παράχθηκε από την πυρηνοσύνθεση της μεγάλης έκρηξης εξαρτάται από την αναλογία φωτονίων ανά βαρυόνιο, που για αποδεκτές τιμές η αφθονία του λιθίου μπορεί να υπολογιστεί, αλλά υπάρχει κοσμολογική ασυμφωνία για το λίθιο στο σύμπαν, καθώς τα παλαιότερα άστρα φαίνεται ότι περιέχουν λιγότερο λίθιο από ότι θα έπρεπε και κάποια νεώτερα άστρα έχουν περισσότερο. Η έλλειψη λιθίου στα παλαιότερα άστρα φαινομενικά οφείλεται στην ανάμειξη « ανάμειξη» λιθίου στο εσωτερικό των άστρων, όπου και καταστρέφεται[22]. Επιπλέον, λίθιο παράγεται στα νεώτερα άστρα. Αν και κάθε πυρήνας λιθίου που συγκρούεται με πρωτόνιο σε θερμοκρασίες πάνω από 2,4 εκατομμύρια βαθμούς Κελσίου (τα περισσότερα άστρα εύκολα ξεπερνούν αυτές τις θερμοκρασίες στο εσωτερικό τους) μετουσιώνεται σε δυο πυρήνες ηλίου (He), το λίθιο είναι πιο άφθονο από ότι προβλέφθηκε για τα άστρα μεταγενέστερης γενιάς, για λόγους που δεν είναι ακόμη τελείως κατανοητοί[13].

Παρόλο που ήταν το ένα από τα τρία (3) πρώτα χημικά στοιχεία (μετά το υδρογόνο (H) και το ήλιο) που συνθέθηκαν από τη μεγάλη έκρηξη, το λίθιο, μαζί με το βηρύλλιο (Be) και το βόριο (B) είναι αξιοσημείωτα λιγότερο άφθονο από άλλα κοντινά (σε ατομικό αριθμό) χημικά στοιχεία. Αυτό είναι αποτέλεσμα του συνδυασμού δύο (2) γεγονότων: α) Είναι (σχετικά) χαμηλή η αναγκαία θερμοκρασία για την καταστροφή του λιθίου, και β) υπάρχει έλλειψη συνηθισμένων διεργασιών για την παραγωγή νέου λιθίου[23].

Το λίθιο έχει επίσης βρεθεί στους φαιούς νάνους, που είναι υποαστρικά σώματα, καθώς και σε ορισμένα ανώμαλα πορτοκαλί άστρα. Επειδή το λίθιο είναι παρόν στους ψυχρότερους και με μικρότερη μάζα φαιούς νάνους, αλλά καταστρέφεται στους θερμότερους ερυθρούς νάνους, η παρουσία του στο φάσμα των άστρων μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως «τεστ» για τη διαφοροποίηση των δυο κατηγοριών ουρανίων σωμάτων, που είναι μικρότερα από τον Ήλιο[13][24][25]. Αρκετά πορτοκαλί άστρα μπορεί να έχουν επίσης υψηλή συγκέντρωση σε λίθιο. Αυτά τα πορτοκαλί άστρα (όπως το X-4 του Κενταύρου) βρέθηκαν να έχουν υψηλότερη από το συνηθισμένο συγκέντρωση σε λίθιο περιφέρονται γύρω από αντικείμενα υψηλής μάζας, όπως αστέρες νετρονίων και μαύρες τρύπες, οπότε αυτή η υψηλή βαρυτική έλξη τους κάνει το λίθιο που περιέχουν να έλκεται πιο κοντά στην επιφάνεια των άστρων που βρίσκονται σε τροχιά γύρω από τέτοια αντικείμενα και έτσι αφενός μεν αποφεύγεται η καταστροφή του λιθίου και αφετέρου δε καθιστά ευκολότερη την παρατήρηση ύπαρξής του[13].

Γήινη[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Κύριο λήμμα: Λιθιούχα ορυκτά
Παραγωγή λιθίου από ορυχεία και αποθέματα σε τόνους (2011)[26]
Χώρα Παραγωγή Αποθέματα
Flag of Argentina.svg Αργεντινή 3.200 850.000
Flag of Australia.svg Αυστραλία 9.260 970.000
Flag of Brazil.svg Βραζιλία 160 64.000
Flag of Canada.svg Καναδάς (2010) 480 180.000
Flag of Chile.svg Χιλή 12.600 7.500.000
Flag of the People's Republic of China.svg Κίνα 5.200 3.500.000
Flag of Portugal.svg Πορτογαλία 820 10.000
Flag of Zimbabwe.svg Ζιμπάμπουε 470 23,000
Παγκόσμιο σύνολο 34.000 13.000.000

Το λίθιο έχει ευρεία διασπορά στη Γη, όμως δεν έχει βρεθεί στη φύση στη στοιχειακή του μορφή, εξαιτίας της υψηλής χημικής δραστικότητάς του[27]. Η συνολική ποσότητα του λιθίου περιέχεται στο θαλάσσιο νερό είναι πολύ μεγάλη και εκτιμήθηκε ότι είναι 230 δισεκατομμύρια τόνοι. Η σχετικά σταθερή συγκέντρωσή του υπολογίστηκε μεταξύ 140 και 250 ppb[28][29]. Υψηλότερες συγκεντρώσεις, που πλησιάζουν τα 7 ppm έχουν βρεθεί μοντά σε υδροθερμικές αναβλύσεις[30].

Εκτιμάται ότι στο φλοιό της Γης η συγκέντρωση του λιθίου κυμαίνεται από 20 ως 70 ppm κατά βάρος[31] Σε συμφωνία με την ονομασία του, το λίθιο σχηματίζει (αν και σε μικρό ποσοστό κατά βάρος συμμετοχής) μέρος των ηφαιστειογενών πετρωμάτων, με μεγαλύτερες συγκεντρώσεις στους γρανίτες. Οι πηγματίτες γρανήτες παρέχουν και τη μεγαλύτερη αφθονία σε λιθιούχα ορυκτά, με το σποδουμένη και τον πεταλίτη να είναι οι πιο βιώσιμες εμπορικά πηγές[31]. Ένα άλλο σημαντικό ορυκτό λιθίου είναι ο λεπιδολίτης[32]. Μια νέα πηγή λιθίου είναι ο εκτορίτης άργιλος., που είναι η μόνη ενεργή εγκατάσταση εκμετάλλευσης λιθίου στις ΗΠΑ[33].. Η μέση αναλογία λιθίου στο φλοιό της Γης είναι περίπου 20 mg ανά χιλιόγραμμο (kg)[34]. Αυτή η αναλογία φέρνει το λίθιο στην 25η θέση, σε αφθονία στο φλοιό του πλανήτη μας.

Σύμφωνα με το εγχειρίδιο του λιθίου και του φυσικού ασβεστίου (Handbook of Lithium and Natural Calcium) «Το λίθιο είναι σχετικά σπάνιο χημικό στοιχείο, παρόλο που βρίσκεται σε πολλά πετρώματα και σε κάποιες άλμες, γιατί πάντοτε βρίσκεται σε πολύ μικρές συγκεντρώσεις. Υπάρχουν μέτρια μεγάλος αριθμός λιθιούχων ορυκτών και κοιτασμάτων άλμης, αλλά σχετικά λίγα από αυτά έχουν ενεργή ή δυνητική εμπορική αξία. Πολλά (κοιτάσματα) είναι πολύ μικρά σε μέγεθος, ενώ άλλα έχουν πολύ χαμηλή συγκέντρωση (λιθίου)»[35].

Ένα από τα μεγαλύτερα αποθέματα λιθίου είναι η περιοχή Salar de Uyuni της Βοσνίας, που περιέχει 5,4 εκατομμύρια τόνους. Η Γεωλογική Εξερεύνηση των ΗΠΑ (US Geological Survey) εκτιμά ότι το 2010 η Χιλή είχε τα μεγαλύτερα αποθέματα (7,5 εκατομμύρια τόννους)[36], καθώς και τη μεγαλύτερη ετήσια παραγωγή (8.800 τόνους). Άλλοι μεγάλοι παραγωγοί λιθίου περιλαμβάνουν την Αυστραλία, την Αργεντινή και την Κίνα[26][37]

Τον Ιούνιο του 2010, οι New York Times ανέφεραν ότι Αμερικανοί γεωλόγοι έκαναν εδάφιες έρευνες στα άλατα των αποξηραμένων λιμνών του Δυτικού Αφγανιστάν, πιστεύοντας ότι εκεί βρίσκονται τα μεγαλύτερα αποθέματα λιθίου, με βάση εκτιμήσεις από παλιά δεδομένα που συνέλεξαν οι Σοβιετικοί κατά τη διάρκεια της κατοχή τους στο Αφγανιστάν τη χρονική περίοδο 1979-1989[38], αν και ο Στέφεν Πέτερς, ο επικεφαλής της USGS's Afghanistan Minerals Project, είπε ότι ήταν μη ενημερωμένος για εμπλοκή της υπηρεσίας του σε έρευνες για ορυκτά στο Αφγανιστάν γενικά, καθώς και ειδικά για ανακαλύψεις αποθεμάτων λιθίου[39].

Βιολογική[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Το λίθιο βρίσκεται σε ιχνοποσότητες σε πολλά φυτά, στο πλαγκτόν και σε ασπόνδυλα, σε συγκεντρώσεις που κυμαίνονται από 69 ως 5.760 ppb. Σε σπονδυλωτά η συγκέντρωσή του λιθίου είναι λίγο μικρότερη, αν και σχεδόν όλοι οι ιστοί και τα σωματικά υγρά των σπονδυλωτών περιέχουν λίθιο σε συγκεντρώσεις που κυμαίνονται μεταξύ 21 και 763 ppb[40]. Οι θαλάσσιοι οργανισμοί τείνουν να βιοσυσσωρεύουν λίθιο περισσότερο από τους οργανισμούς της ξηράς[41]. Δεν είναι γνωστό αν το λίθιο έχει κάποιον φυσιολογικό ρόλο σε αυτούς τους οργανισμούς[40], αλλά διατροφικές μελέτες σε θηλαστικά έχουν δείξει ότι έχει σημασία η παρουσία του για την υγεία τους, οδηγώντας στην υπόθεση ότι θα πρέπει να θεωρείται ιχνοστοιχείο, με διαιτητική πρόσληψη αναφοράς 1 mg/ημέρα[42]. Έρευνες παρατήρησης στην Ιαπωνία ανέφεραν το 2011 προτείνοντας ότι η φυσική πρόσληψη πόσιμου νερού που περιέχει λίυιο ίσως αυξάνει το προσδόκιμο ανθρώπινης ζωής[43].

Παραγωγή[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Από το τέλος του Δευτέρου Παγκοσμίου Πολέμου η παραγωγή του λιθίου αυξήθηκε κατά πολύ. Το μέταλλο αυτό διαχωρίζεται από άλλα χημικά στοιχεία σε ηφαιστειογενή ορυκτά, όπως αυτά που αναφέρθηκαν παραπάνω. Άλατα λιθίου διαχωρίζονται από το μεταλλικό νερό, που προέρχεται από πηγές, καθώς και από αλυκές ή και από αποθέματα άλμης ή και ορυκτών αλάτων.. Το ίδιο το στοιχειακό λίθιο πα ράγεται ηλεκτρολυτικά από μίγμα τηγμάτων που περιείχαν 55% χλωριούχο λίθιο (LiCl) και 45% χλωριούχο κάλιο (KCl) στους 450°C[44]. Το 1998 η τιμή του λιθίου ήταν περίπου 95 $ ΗΠΑ/kg[45].

Τα ταυτοποιημένα παγκόσμια αποθέματα λιθίου το 2008 εκτιμήθηκαν από τη Γεωλογική Εξερεύνηση των ΗΠΑ (US Geological Survey) σε 13 εκατομμύρια τόνους[26], αν και είναι εξαιρετικά δύσκολο να εκτιμηθούν με ακρίβεια τα πραγματικά παγκόσμια αποθέματα λιθίου[46].οπότε κάποιοι προέβλεψαν ότι θα έχουμε στο μέλλον «πυρετό λιθίου», όπως είχαμε στο παρελθόν «πυρετό χρυσού»[47][46], καθώς τα προηγούμενα αποθέματα θα έχουν εξαντληθεί. Προς το παρόν, τα (μεγαλύτερα γνωστά) αποθέματα λιθίου βρίσκονται στη Νότια Αμερική, κατά μήκος της οροσειράς των Άνδεων. Η Χιλή είναι η πρώτη παραγωγός χώρα λιθίου παγκοσμίως. Δεύτερη είναι η Αργεντινή. Και οι δυο αυτές χώρες παίρνουν το λίθιο που παράγουν από αλυκές σε αλμυρές λίμνες. Στις ΗΠΑ το λίθιο επίσης λαμβάνεται από κάποιες αλυκές σε αλμυρές λίμνες στη Νεβάδα[48]. Ωστόσο, το μισό των γνωστών παγκόσμιων αποθεμάτων βρίσκεται στη Βολιβία, μια χώρα που βρίσκεται στην κεντρική ανατολική πλαγιά των Άνδεων. Το 2009 η Βολιβία διαπραγματεύθηκε με Ιαπωνικές, Γαλλικές και Κορεατικές επιχειρήσεις για την έναρξη εξόρρυξης λιθίου[49]. Σύμφωνα με τη Γεωλογική Εξερεύνηση των ΗΠΑ (US Geological Survey), η έρημος Ουγιούνι της Βολιββίας έχει αποθέματα 5,4 εκατομμυρίων τόνων λιθίου[49][50]. Ένα απόθεμα λιθίου που ανακαλύφθηκε πρόσφατα βρίσκεται στο Wyoming's Rock Springs Uplift και εκτιμάται ότι περιέχει 228.000 τόνους λιθίου. Επιπλέον αποθέματα στον ίδιο σχηματισμό θεωρήθηκε όρι φθάνουν ως και τους 18 εκατομμύρια τόνους[51]

Μια δυνητική πηγή λιθίου είναι τα γεωθερμικά πηγάδια. Τα γεωθερμικά ρευστά μεταφέρουν ξεπλύματα στην επιφάνεια[52]. Η απόκτηση λιθίου από τέτοια πηγἀδια έχει επιδειχθεί στην πράξη[53].Καθώς το λίθιο διαχωρίζεται με απλές τεχνικές διήθησης, η διεργασία και τα περιβαλλοντικά κόστη είναι κυρίως αυτά που έχουν τα ήδη λειτουργούντα γεωθερμικά πηγάδια. Σχετικές περιβαλλοντικές επιπτώσεις από μια τέτοια εκμετάλλευση είναι δυνατό να υπάρχουν[54].

Υπάρχουν διαφορετικές γνώμες για το δυναμικό της ανάπτυξης της παραγωγής λιθίου. Το 2008, μια μελέτη κατέληξε στο συμπέρασμα ότι «...ρεαλιστικά επιτεύξιμη η παραγωγή ανθρακικού λιθίου (Li2CO3) μπορεί να είναι ικανοποιητική για μόλις ένα μικρό κλάσμα του μέλλοντος των απαιτήσεων ζήτησης της παγκόσμιας αγοράς... ...η ζήτηση των φορητών ηλεκτρονικών, τομέας που η παραγωγή του σχεδιάζεται να αυξηθεί την επόμενη δεκαετία... ...η μαζική παραγωγή ανθρακικού λιθίου δεν είναι περιβαντολλογικά ασφαλής, (αφού) θα προκαλέσει ανεπανόρθωτη βλάβη σε οικοσυστήματα που θα πρέπει να προστατευτούν και η προώθηση με μπαταρίων ιόντων λιθίου είναι ασύμβατη με την έννοια του «Πράσινου Αυτοκινήτου».»[55].

Ωστόσο, σύμφωνα με άλλη μελέτη του 2011 που έγινε στο Lawrence Berkeley National Laboratory and the University of California Berkeley συμπερένεται ότι προς το παρόν εκτιμάται ότι τα βασικά αποθέματα λιθίου δεν πρέπει να αποτελούν περιοριστικό παράγοντα για τη μαζική παραγωγή οχημάτων με μπαταρίες λιθίου, καθώς (σύμφωνα με τη μελέτη) εκτιμάται ότι μπορούν να παρέχουν ενέργεια της τάξης των 40 τρισεκατομμυρίων Wh, με 1 δισεκατομμύριο μπαταρίες λιθίου των 40 kWh[56]. Μια άλλη μελέτη του 2011 που έγινε από ερευνητές του University of Michigan και της Ford Motor Company βρήκε ότι τα επιβεβαιωμένα αποθέματα λιθίου μπορούν να υποστηρίξουν την παγκοσμια ζήτηση μέχρι το 2100, περιλαμβάνοντας τη ζήτηση για εν δυνάμει παγκόσμια χρήση των υβριδικών και ηλεκτρικών οχημάτων. Η μελέτη εξτίμησε τα παγκόσμια αποθέματα λιθίου σε 39 εκατομμύρια τόνους και τη συνολική ζήτηση λιθίου κατά την περίοδο των 90 ετών που ανέλυσε σε 12 - 20 εκατομμύρια τόνους, ανάλογα με τα σενάρια που αφορούν την οικονομική ανάπτυξη σε αυτά τα 90 έτη και τους ρυθμούς ανακύκλωσης του χρησιμοποιημένου λιθίου[57].

Στις 9 Ιουνίου 2014, η δημοσίευση της Financialist, που παράχθηκε από την Credit Suisse Company δήλωσε ότι η ζήτηση για λίθιο μεγαλώνει κατά περισσότερο από 12% ανά έτος και ότι ο ρυθμός αυτός ξεπερνά την αντίστοιχη διαθεσιμοτητα κατά 25%. Η έκδοση αυτή σύγκρινε την κατάσταση του 2014 για το λίθιο με αυτήν για το πετρέλαιο, όπου οι υψηλότερες τιμές του άρχησαν να επιτρέπουν την ακριβή απόκτισή του με τεχνικές από αποθέματα κάτω από βαθιές θάλασσες και από πισσούχες άμμους. Με όμοιο τρόπο, η αυξανόμενη τιμή του λιθίου θα ενθαρρύνει πιο ακριβή παραγωγή του, με μεθόδους που μπορούν να αυξήσουν την προσοχή των επενδυτών[58].

Παρατηρήσεις, υποσημειώσεις και αναφορές[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

  1. Numerical data from: Lodders, Katharina (July 10, 2003). "Solar System Abundances and Condensation Temperatures of the Elements" (PDF). The Astrophysical Journal (The American Astronomical Society) 591 (2): 1220–1247. Bibcode:2003ApJ...591.1220L. doi:10.1086/375492. edit Graphed at File:SolarSystemAbundances.jpg
  2. Σχεδιασμός Πυρηνικών Όπλων. Ομοσπονδία Αμερικανών Επιστημόνων (1998-10-21). fas.org
  3. "Petalite Mineral Information". Mindat.org. Retrieved 10 August 2009.
  4. 4,0 4,1 4,2 4,3 4,4 4,5 4,6 "Lithium:Historical information". Retrieved 10 August 2009.
  5. Weeks, Mary (2003). Discovery of the Elements. Whitefish, Montana, United States: Kessinger Publishing. p. 124. ISBN 0-7661-3872-0. Retrieved 10 August 2009.
  6. "Johan August Arfwedson". Periodic Table Live!. Archived from the original on 7 October 2010. Retrieved 10 August 2009.
  7. Johan Arfwedson". Archived from the original on 5 June 2008. Retrieved 10 August 2009.
  8. 8,0 8,1 van der Krogt, Peter. "Lithium". Elementymology & Elements Multidict. Retrieved 5 October 2010.
  9. Clark, Jim (2005). "Compounds of the Group 1 Elements". Retrieved 10 August 2009.
  10. Krebs, Robert E. (2006). The History and Use of Our Earth's Chemical Elements: A Reference Guide. Westport, Conn.: Greenwood Press. ISBN 0-313-33438-2.
  11. van der Krogt, Peter. "Lithium". Elementymology & Elements Multidict. Retrieved 5 October 2010.
  12. 12,0 12,1 Enghag, Per (2004). Encyclopedia of the Elements: Technical Data – History –Processing – Applications. Wiley. pp. 287–300. ISBN 978-3-527-30666-4.
  13. 13,0 13,1 13,2 13,3 Emsley, John (2001). Nature's Building Blocks. Oxford: Oxford University Press. ISBN 0-19-850341-5.
  14. Various authors (1818). "The Quarterly journal of science and the arts" (PDF). The Quarterly Journal of Science and the Arts (Royal Institution of Great Britain) 5: 338. Retrieved 5 October 2010.
  15. "Timeline science and engineering". DiracDelta Science & Engineering Encyclopedia. Retrieved 18 September 2008.
  16. Brande, William Thomas; MacNeven, William James (1821). A manual of chemistry. Long. p. 191. Retrieved 8 October 2010.
  17. Green, Thomas (11 June 2006). "Analysis of the Element Lithium". echeat.
  18. Garrett, Donald E (5 April 2004). Handbook of Lithium and Natural Calcium Chloride. p. 99. ISBN 9780080472904.
  19. Coplen, T.B.; Bohlke, J.K.; De Bievre, P.; Ding, T.; Holden, N.E.; Hopple, J.A.; Krouse, H.R.; Lamberty, A.; Peiser, H.S. et al. (2002). "Isotope-abundance variations of selected elements (IUPAC Technical Report)". Pure and Applied Chemistry 74 (10): 1987. doi:10.1351/pac200274101987.
  20. Ober, Joyce A. (1994). "Commodity Report 1994: Lithium". United States Geological Survey. Retrieved 3 November 2010.
  21. Boesgaard, A. M.; Steigman, G. (1985). "Big bang nucleosynthesis – Theories and observations". IN: Annual review of astronomy and astrophysics. Volume 23 (A86-14507 04–90). Palo Alto 23: 319. Bibcode:1985ARA&A..23..319B. doi:10.1146/annurev.aa.23.090185.001535.
  22. Cain, Fraser (16 August 2006). "Why Old Stars Seem to Lack Lithium".
  23. Element Abundances". Archived from the original on 1 September 2006. Retrieved 17 November 2009.
  24. Cain, Fraser. "Brown Dwarf". Universe Today. Archived from the original on 25 February 2011. Retrieved 17 November 2009.
  25. Reid, Neill (10 March 2002). "L Dwarf Classification". Retrieved 6 March 2013.
  26. 26,0 26,1 26,2 U.S. Geological Survey, 2012, commodity summaries 2011: U.S. Geological Survey
  27. Krebs, Robert E. (2006). The History and Use of Our Earth's Chemical Elements: A Reference Guide. Westport, Conn.: Greenwood Press.
  28. "Lithium Occurrence". Institute of Ocean Energy, Saga University, Japan. Archived from the original on 2 May 2009. Retrieved 13 March 2009.
  29. Some Facts about Lithium". ENC Labs. Retrieved 15 October 2010.
  30. Extraction of metals from sea water". Springer Berlin Heidelberg. 1984.
  31. 31,0 31,1 Kamienski, McDonald, Daniel P.; Stark, Marshall W.; Papcun, John R., Conrad W. (2004). "Lithium and lithium compounds". Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology. John Wiley & Sons, Inc. doi:10.1002/0471238961.1209200811011309.a01.pub2.
  32. Atkins, Peter (2010). Shriver & Atkins' Inorganic Chemistry (5 ed.). New York: W. H. Freeman and Company. p. 296. ISBN 0199236178.
  33. Moores, S. (June 2007). "Between a rock and a salt lake". Industrial Minerals 477: 58.
  34. Taylor, S. R.; McLennan, S. M.; The continental crust: Its composition and evolution, Blackwell Sci. Publ., Oxford, 330 pp. (1985). Cited in Abundances of the elements (data page)
  35. Garrett, Donald (2004) Handbook of Lithium and Natural Calcium, Academic Press, cited in The Trouble with Lithium 2, Meridian International Research (2008)
  36. Clarke, G.M. and Harben, P.W., "Lithium Availability Wall Map". Published June 2009. Referenced at International Lithium Alliance
  37. The Trouble with Lithium 2" (PDF). Meridian International Research. 2008. Retrieved 29 September 2010.
  38. Risen, James (13 June 2010). "U.S. Identifies Vast Riches of Minerals in Afghanistan". The New York Times. Retrieved 13 June 2010.
  39. Page, Jeremy; Evans, Michael (15 June 2010). "Taleban zones mineral riches may rival Saudi Arabia says Pentagon". The Times (London).
  40. 40,0 40,1 Some Facts about Lithium". ENC Labs. Retrieved 15 October 2010.
  41. Chassard-Bouchaud, C; Galle, P; Escaig, F; Miyawaki, M (1984). "Bioaccumulation of lithium by marine organisms in European, American, and Asian coastal zones: microanalytic study using secondary ion emission". Comptes rendus de l'Academie des sciences. Serie III, Sciences de la vie 299 (18): 719–24. PMID 6440674.
  42. Schrauzer, GN (2002). "Lithium: Occurrence, dietary intakes, nutritional essentiality". Journal of the American College of Nutrition 21 (1): 14–21. doi:10.1080/07315724.2002.10719188. PMID 11838882.
  43. Zarse, Kim; Terao, Takeshi; Tian, Jing; Iwata, Noboru; Ishii, Nobuyoshi; Ristow, Michael (2011). "Low-dose lithium uptake promotes longevity in humans and metazoans". European Journal of Nutrition 50 (5): 387–9. doi:10.1007/s00394-011-0171-x. PMC 3151375. PMID 21301855.
  44. Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chemistry of the Elements (2nd ed.). Butterworth-Heinemann. p. 73. ISBN 0080379419.
  45. Ober, Joyce A. "Lithium" (PDF). United States Geological Survey. pp. 77–78. Retrieved 19 August 2007.
  46. 46,0 46,1 Tarascon, J. M. (2010). "Is lithium the new gold?". Nature Chemistry 2 (6): 510. doi:10.1038/nchem.680.
  47. Lithium: The New California Gold Rush, Forbes magazine
  48. Hammond, C. R. (2000). The Elements, in Handbook of Chemistry and Physics 81st edition. CRC press. ISBN 0-8493-0481-4.
  49. 49,0 49,1 Romero, Simon (2 February 2009). "In Bolivia, a Tight Grip on the Next Big Resource". New York Times.
  50. "USGS Mineral Commodities Summaries 2009". USGS.
  51. Money Game Contributors (26 April 2013). "New Wyoming Lithium Deposit". Business Insider. Retrieved 1 May 2013.
  52. Parker, Ann. Mining Geothermal Resources. Lawrence Livermore National Laboratory
  53. Patel, P. (2011-11-16) Startup to Capture Lithium from Geothermal Plants. technologyreview.com
  54. Wald, M. (2011-09-28) Start-Up in California Plans to Capture Lithium, and Market Share. The New York Times
  55. "The Trouble with Lithium 2" (PDF). Meridian International Research. 2008. Retrieved 29 September 2010.
  56. "Study finds resource constraints should not be a limiting factor for large-scale EV battery production". Green Car Congress. 17 June 2011. Retrieved 17 June 2011.
  57. "University of Michigan and Ford researchers see plentiful lithium resources for electric vehicles". Green Car Congress. 3 August 2011. Retrieved 11 August 2011.
  58. The Precious Mobile Metal". The Financialist. Credit Suisse. 9 June 2014. Retrieved 19 June 2014.
Wiktionary logo
Το Βικιλεξικό έχει λήμμα που έχει σχέση με το λήμμα:
Commons logo
Τα Wikimedia Commons έχουν πολυμέσα σχετικά με το θέμα





Στο λήμμα αυτό έχει ενσωματωθεί κείμενο από το λήμμα Lithium της Αγγλικής Βικιπαίδειας, η οποία διανέμεται υπό την GNU FDL και την CC-BY-SA 3.0. (ιστορικό/συντάκτες).