Aplicaciones De Algunos Elementos Químicos En Materiales De Uso Cotidiano

Aplicaciones de algunos elemEn el sistema periódico de los elementos, el litio encabeza el grupo I o grupo de los metales alcalinos, constituido por Li, Na, K, Rb, Cs, (Fr), los que se caracterizan por tener un sólo electrón en un orbital “s” más allá de la capa central electrónica.

El litio metálico, es de color blanco plateado y blando. Es el metal más liviano que se conoce, densidad de 0,531 g/cm³, de número atómico 3 y peso atómico 6,941. Posee el mayor punto de fusión (186°C) y ebullición (1336°C) del grupo de metales alcalinos; posee además, el calor específico más alto de este grupo (0,784 cal/g°C a 0°C). En estado natural existen dos isótopos estables: Li7 en proporción de 92,4 % en peso y Li6 con 7,6 %.

El litio, así como el resto de los metales del grupo I es fuertemente electropositivo lo que le confiere gran poder de reactividad frente a los agentes químicos. El poder polarizante del Li+ es mayor que todos los iones alcalinos, lo que se manifiesta en una gran tendencia a solvatarse y a formar uniones covalentes.

El Li reacciona lentamente con el H2O a 25 °C, el sodio lo hace en forma violenta, el potasio se inflama, mientras que el rubidio y el cesio lo hacen en forma explosiva. El Li es particularmente reactivo con el N2, fromando Li3N, ésta reacción es lenta a 25 °C y se hace más rápida con el aumento de temperatura (el Mg tiene el mismo comportamiento con el N2 formando el Mg3N2). Ambos metales, Li y Mg, se pueden usar para separar N de otros gases.

Con él O o el aire seco, reacciona en caliente, formando solamente el Li2O (a veces trazas de Li2O2); en cambio con los otros metales alcalinos la oxidación puede continuar formando los peróxidos (M2O2) y en el caso del K, Rb y Cs se obtienen los superóxidos correspondientes (MO2)

Con el H a la temperatura ambiente, el Li, igual que el resto de los metales alcalinos, no reacciona.

El Li reacciona con el H2 a 600 - 700 °C formando el hidruro de litio (LiH); mientras que los otros metales alcalinos lo hacen a 350 - 400 °C. El LiH, es el más estable de los hidruros alcalinos; se funde antes de descomponerse y no es atacado por el oxígeno a temperaturas por debajo del rojo.

Por acción del NH3 gaseoso a temperaturas inferiores a 70 °C, se forma una disolución azul intensa. Calentando el Li en corriente de NH3 a 400 °C se produce la amida: LiNH2. Por calentamiento de la amida se forma:

2LiNH2 -------------------------Li2NH + NH3

El Li, es el único metal alcalino que forma la imida Li2NH.

El litio empezó su carrera hace 70 años como una curiosidad de laboratorio, recibiendo su primer impulso al ser utilizado en la batería de acumulación inventada por Thomas Edison. Posteriormente tuvo gran empleo como ingrediente para dar sabor a bebidas gaseosas.

La década del 60 vio crecer al litio desde los usos militares, principalmente en grasas lubricantes, de la cual a la fecha es su piedra angular, hasta una vasta variedad de aplicaciones industriales, destacándose como catalizador usado en la fabricación del caucho sintético.

Los minerales de litio se usan en la fabricación del vidrio y cerámica. En las cerámicas su uso esta generalizado en mayor escala. Se usan en la fabricación de esmaltes y enzados, loza y porcelana, sanitarios y fabricación de vidrios y envases.

El espodumeno tiene extraordinaria características para soportar cambios bruscos de temperatura. Su empleo mas indicado esta en las cajas refractarias, donde se colocan los platos de loza y/o porcelana para su cocción en los hornos tipo túnel.

Clasificación: Metal alcalino Grupo 1

Número atómico: 3

Masa Atómica: 6,941

Valencia: 1

Número de protones/electrones: 3

Número de neutrones (Isótopo 7-Li): 4

Estructura electrónica: [He] 2s1

Electrones en los niveles de energía: 2, 1

Números de oxidación: +1

Electronegatividad: 0,98

Energía de ionización (kJ.mol-1): 519

Afinidad electrónica (kJ.mol-1): 60

Radio atómico (pm): 152

Radio iónico (pm) (carga del ion):58 (+1)

Entalpía de fusión (kJ.mol-1): 4,6

Entalpía de vaporización (kJ.mol-1): 134,7

Punto de Fusión (º C): 180,5

Punto de Ebullición (º C): 1342

Densidad (kg/m3): 534; o (g/ml): 0,53 (20º C)

Volumen atómico (cm3/mol): 12,99

Estructura cristalina: Cúbica

Color: Blanco-Plateado

Isótopos: Dos isótopos naturales: 6-Li (7,5%) y 7-Li (92,5%). Siete isótopos inestables, el de mayor período de semidesintegración: 8-Li (838 milisegundos).

Otras aplicaciones importantes de compuestos de litio son en cerámica, de modo específico en la formulación de esmaltes para porcelana; como aditivo para alargar la vida y el rendimiento en acumuladores alcalinos y en soldadura autógena y soldadura para latón.

Además, se usa en la producción de tritio, carburantes, en aleaciones muy duras, electrodos de baterías (ánodos, debido a su elevado potencial electroquímico), vidrios especiales, síntesis orgánica (organocompuestos de litio que son similares a los reactivos de Grignard), refrigerante.

En otras de sus aplicaciones prácticas, el litio es empleado en los reactores nucleares, para obtener el tritio que es un componente de las aleaciones empleadas en su construcción; y también como catalizador.

El deuterohidruro de litio a base del isótopo 6Li, es empleado en las bombas de hidrógeno.

En metalurgia, se emplea para extraer los gases en la fundición de ciertos minerales; y también para evitar la tendencia a que se forme una capa de óxido durante la elaboración del acero.

Otro de sus compuestos, el hidróxido de litio, absorbe el dióxido de carbono, por lo cual se emplea en submarinos y naves espaciales para la purificación del aire ambiente, eliminando los residuos de la respiración humana.

Otros derivados del litio tienen importantes usos medicinales. El carbonato de litio para el tratamiento

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