Lithium (von, Griechisch für den Stein) ist ein weiches, Silberweißmetall, das der alkalischen Metallgruppe von chemischen Elementen gehört. Es wird durch das Symbol Li vertreten, und es hat die Atomnummer 3. Unter Standardbedingungen ist es das leichteste Metall und das am wenigsten dichte feste Element. Wie alle alkalischen Metalle ist Lithium hoch reaktiv und feuergefährlich. Deshalb wird es normalerweise in Mineralöl versorgt. Wenn geschnittene offene Lithiumausstellungsstücke ein metallischer Schimmer, aber Kontakt mit feuchter Luft die Oberfläche schnell zu einem dummen silberfarbenen Grau, dann schwarze Trübung zerfrisst. Wegen seiner hohen Reaktionsfähigkeit kommt Lithium nie frei in der Natur vor, und erscheint statt dessen nur in Zusammensetzungen, die gewöhnlich ionisch sind. Lithium kommt in mehreren pegmatitic Mineralen vor, aber wegen seiner Löslichkeit weil ist ein Ion in Ozeanwasser da und wird beim Salzwasser und den Tönen allgemein erhalten. Auf einer kommerziellen Skala wird Lithium elektrolytisch von einer Mischung des Lithiumchlorids und Kaliumchlorids isoliert.

Die Kerne des Lithiumrandes auf der Instabilität, seit den zwei stabilen in der Natur gefundenen Lithiumisotopen haben unter den niedrigsten Bindungsenergien pro Nukleon des ganzen stabilen nuclides. Wegen seiner Verhältniskerninstabilität ist Lithium im Sonnensystem weniger üblich als 25 der ersten 32 chemischen Elemente, wenn auch die Kerne im Atomgewicht sehr leicht sind. Aus zusammenhängenden Gründen hat Lithium wichtige Verbindungen zur Kernphysik. Die Umwandlung von Lithiumatomen zu Helium 1932 war die erste völlig künstliche Kernreaktion und das Lithium deuteride Aufschläge als ein Fusionsbrennstoff in inszenierten thermonuklearen Waffen.

Lithium und seine Zusammensetzungen haben mehrere Industrieanwendungen, einschließlich des hitzebeständigen Glases und der Keramik, hohe Legierung der Kraft zum Gewicht, die im Flugzeug, den Lithiumbatterien und den Lithiumion-Batterien verwendet ist. Dieser Gebrauch verbraucht mehr als Hälfte der Lithiumproduktion.

Spur-Beträge von Lithium sind in allen Organismen da. Das Element dient keiner offenbaren biologischen Lebensfunktion, da Tiere und Werke in der guten Gesundheit ohne es überleben. Nichtlebensfunktionen sind nicht ausgeschlossen worden. Das Lithiumion, das Li als einige von mehreren Lithiumsalzen verwaltet hat, hat sich erwiesen, als ein Stimmung stabilisierendes Rauschgift wegen neurologischer Effekten des Ions im menschlichen Körper nützlich zu sein.

Eigenschaften

Atomar und physisch

Wie die anderen alkalischen Metalle hat Lithium ein einzelnes Wertigkeitselektron, das bis zur Form ein cation leicht gegeben wird. Wegen dessen ist es ein guter Leiter der Hitze und Elektrizität sowie eines hoch reaktiven Elements, obwohl das am wenigsten reaktive von den gleichen mehr hoch reaktiven alkalischen Metallen. Die niedrige Reaktionsfähigkeit von Lithium im Vergleich zu anderen alkalischen Metallen ist wegen der Nähe seines Wertigkeitselektrons zu seinem Kern (die restlichen zwei Elektronen in Lithium 1s Augenhöhlen-, und sind in der Energie viel niedriger, und deshalb nehmen sie an chemischen Obligationen nicht teil).

Lithiummetall ist weich genug, um mit einem Messer geschnitten zu werden. Wenn geschnitten, besitzt es eine silberfarben-weiße Farbe, die sich schnell zu grau wegen der Oxydation ändert. Während es einen der niedrigsten Schmelzpunkte unter allen Metallen hat (180 °C), hat es das höchste Schmelzen und die Siedepunkte der alkalischen Metalle.

Es ist das leichteste Metall im Periodensystem, so leicht, dass es auf Wasser und sogar auf Öl schwimmen kann, und es eines von drei Metallen ist, die (die anderen zwei können, Natrium und Kalium sein). Es hat eine sehr niedrige Dichte etwa 0.534 g/cm, der Stöcke des Metalls gibt, das ein ähnlicher zu Dübeln eines mittleren Dichte-Waldes wie Kiefer hochhebt. Es schwimmt auf Wasser sondern auch reagiert damit.

Es ist von allen Elementen am wenigsten dicht, die nicht Benzin bei der Raumtemperatur sind. Das folgende leichteste Element ist (Kalium, an 0.862 g/cm) mehr als um 60 % dichter. Außerdem, beiseite von Helium und Wasserstoff, ist es das am wenigsten dichte Element in einem festen oder flüssigen Staat, nur 2/3 so dicht seiend, wie flüssiger Stickstoff (0.808 g/cm).

Der Koeffizient von Lithium der Thermalvergrößerung ist zweimal mehr als das von Aluminium und fast viermal mehr als das von Eisen. Es hat die höchste spezifische Hitzekapazität jedes festen Elements. Lithium ist unter 400 μK am Standarddruck und bei höheren Temperaturen (mehr als 9 K) am sehr hohen Druck (> 20 GPa) Bei Temperaturen unter 70 K superleitend, Lithium, wie Natrium, erlebt diffusionless Phase-Änderungstransformationen. An 4.2 K hat es ein rhombohedral Kristallsystem (mit einem mehrmaligen Neun-Schichten-Abstand); bei höheren Temperaturen verwandelt es sich zum flächenzentrierten kubisch und dann Körper - kubisch. Bei Temperaturen des flüssigen Heliums (4 K) ist die rhombohedral Struktur am meisten überwiegend. Vielfache Allotropic-Formen sind wegen Lithiums am Hochdruck berichtet worden.

Chemie und Zusammensetzungen

Lithium reagiert mit Wasser leicht, aber mit merklich weniger Energie als andere alkalische Metalle. Die Reaktion bildet Wasserstoff-Gas- und Lithiumhydroxyd in der wässrigen Lösung. Wegen seiner Reaktionsfähigkeit mit Wasser wird Lithium gewöhnlich unter dem Deckel eines klebrigen Kohlenwasserstoffs, häufig Vaseline versorgt. Obwohl die schwereren alkalischen Metalle in weniger dichten Substanzen wie Mineralöl versorgt werden können, ist Lithium nicht dicht genug, um in diesen Flüssigkeiten völlig untergetaucht zu werden. In feuchter Luft wird Lithium schnell trübe, um einen schwarzen Überzug von Lithiumhydroxyd zu bilden (LiOH und LiOH · HO), Lithiumnitrid (LiN) und Lithiumkarbonat (LiCO, das Ergebnis einer sekundären Reaktion zwischen LiOH and CO).

Wenn gelegt, über eine Flamme geben Lithiumzusammensetzungen eine bemerkenswerte karminrote Farbe ab, aber wenn es stark brennt, wird die Flamme ein hervorragendes Silber. Lithium wird sich entzünden und in Sauerstoff, wenn ausgestellt, zu Wasser- oder Wasserdämpfen brennen. Lithium ist leicht entzündlich, und es, ist wenn ausgestellt, potenziell explosiv zu lüften und besonders zu Wasser, obwohl weniger als die anderen alkalischen Metalle. Die Lithiumwasserreaktion bei normalen Temperaturen ist lebhaft, aber nicht gewaltsam, der erzeugte Wasserstoff wird sich selbstständig nicht entzünden. Als mit allen alkalischen Metallen sind Lithiumfeuer schwierig, auszulöschen, trockene Puder-Feuerlöscher, spezifisch Typ Class D verlangend (sieh Typen, Reagenzien auszulöschen). Lithium ist das einzige Metall, das mit dem Stickstoff unter üblichen Zuständen reagiert.

Lithium hat eine diagonale Beziehung mit Magnesium, einem Element des ähnlichen atomaren und ionischen Radius. Chemische Ähnlichkeiten zwischen den zwei Metallen schließen die Bildung eines Nitrids durch die Reaktion mit N, die Bildung eines Oxyds und Peroxyd , wenn verbrannt, in O, Salzen mit der ähnlichen Löslichkeit und Thermalinstabilität der Karbonate und Nitride ein. Das Metall reagiert mit Wasserstoffbenzin bei hohen Temperaturen, um Lithium hydride (LiH) zu erzeugen.

Andere bekannte binäre Zusammensetzungen schließen die Halogenide (LiF, LiCl, LiBr, LiI), und das Sulfid , das Superoxyd , Karbid ein. Viele andere anorganische Zusammensetzungen sind bekannt, wo sich Lithium mit Anionen verbindet, um verschiedene Salze zu bilden: borates, amides, Karbonat, Nitrat oder borohydride . Vielfache organolithium Reagenzien sind bekannt, wo es ein direktes Band zwischen Kohlenstoff und Lithiumatomen gibt, die effektiv einen carbanion schaffen, die äußerst starke Basen und nucleophiles sind. In vielen dieser Organolithium-Zusammensetzungen neigen die Lithiumionen dazu, in Trauben der hohen Symmetrie durch sich anzusammeln, der für Alkali cations relativ üblich ist.

Isotope

Natürlich vorkommendes Lithium wird aus zwei stabilen Isotopen, Li und Li, dem letzten Wesen das reichlichere (natürlicher 92.5-%-Überfluss) zusammengesetzt. Sowohl natürliche Isotope haben anomal niedrige Kernbindungsenergie pro Nukleon im Vergleich zu den folgenden leichteren als auch schwereren Elementen, dem Helium und dem Beryllium, was bedeutet, dass allein unter stabilen leichten Elementen Lithium Nettoenergie durch die Atomspaltung erzeugen kann. Die zwei Lithiumkerne haben niedrigere Bindungsenergien pro Nukleon als jede andere stabile Zusammensetzung nuclides anders als schwerer Wasserstoff und Helium 3. Infolge dessen, obwohl sehr leicht, im Atomgewicht, ist Lithium im Sonnensystem weniger üblich als 25 der ersten 32 chemischen Elemente.

Sieben Radioisotope sind charakterisiert, am stabilsten worden, Li mit einer Halbwertzeit von 838 Millisekunden und Li mit einer Halbwertzeit von 178 Millisekunden seiend. Alle restlichen radioaktiven Isotope haben Halbwertzeiten, die kürzer sind als 8.6 Millisekunden. Das am kürzesten gelebte Isotop von Lithium ist Li, der durch die Protonenemission verfällt und eine Halbwertzeit von 7.6 × 10 s hat.

Li ist eines der primordialen Elemente (oder, richtiger, primordialer nuclides) erzeugt im Urknall nucleosynthesis. Ein kleiner Betrag sowohl von Li als auch von Li wird in Sternen erzeugt, aber wird gedacht, so schnell wie erzeugt verbrannt zu werden. Zusätzliche kleine Beträge von Lithium sowohl von Li als auch von Li können vom Sonnenwind, kosmische Strahlen erzeugt werden, die schwerere Atome, und vom frühen Sonnensystem schlagen, Sein und radioaktiver Zerfall Zu sein. Während Lithium in Sternen während des Stellaren nucleosynthesis geschaffen wird, wird es weiter verbrannt. Li kann auch in Kohlenstoff-Sternen erzeugt werden.

Lithiumisotope fraktionieren wesentlich während eines großen Angebotes an natürlichen Prozessen, einschließlich der Mineralbildung (chemischer Niederschlag), Metabolismus und Ion-Austausch. Lithiumionen wechseln Magnesium und Eisen in octahedral Seiten in Tonmineralen aus, wo Li Li bevorzugt wird, auf Bereicherung des leichten Isotops in Prozessen des Hyperfiltrierens und Felsen-Modifizierung hinauslaufend. Wie man bekannt, stellt der exotische Li einen Kernring aus. Der als Laserisotop-Trennung bekannte Prozess kann verwendet werden, um Lithiumisotope zu trennen.

Ereignis

Astronomisch

Gemäß der modernen kosmologischen Theorie war Lithium — als beides seines stabilen Isotop-Lithiums 6 und Lithium 7 — unter den 3 im Urknall synthetisierten Elementen. Obwohl der Betrag von Lithium, das im Urknall nucleosynthesis erzeugt ist, auf die Zahl von Fotonen pro baryon für akzeptierte Werte abhängig ist, kann der Lithiumüberfluss berechnet werden, und es gibt eine "kosmologische Lithiumdiskrepanz" im Weltall: Ältere Sterne scheinen, weniger Lithium zu haben, als sie sollten, und einige jüngere Sterne viel mehr haben. Der Mangel an Lithium in älteren Sternen wird anscheinend durch das "Mischen" von Lithium ins Interieur von Sternen verursacht, wo es zerstört wird. Außerdem wird Lithium in jüngeren Sternen erzeugt. Obwohl es in zwei Atome von Helium wegen der Kollision mit einem Proton bei Temperaturen über 2.4 Millionen Grad Celsius umwandelt (die meisten Sterne erreichen leicht diese Temperatur in ihrem Innere), Lithium ist reichlicher als vorausgesagt in Sternen der späteren Generation für noch nicht völlig verstandene Ursachen.

Obwohl es eines der drei ersten Elemente (zusammen mit Helium und Wasserstoff) war, um im Urknall synthetisiert zu werden, ist Lithium, zusammen mit Beryllium und Bor deutlich weniger reichlich als andere nahe gelegene Elemente. Das ist ein Ergebnis der niedrigen Temperatur, die notwendig ist, um Lithium und einen Mangel an allgemeinen Prozessen zu zerstören, um es zu erzeugen.

Lithium wird auch in braunen Zwergsternen und bestimmten anomalen Orangensternen gefunden. Weil Lithium im Kühler, weniger - massive braune Zwergsterne da ist, aber in heißeren roten Zwergsternen zerstört wird, kann seine Anwesenheit in den Spektren der Sterne im "Lithiumtest" verwendet werden, um die zwei zu unterscheiden, weil beide kleiner sind als die Sonne. Bestimmte Orangensterne können auch eine hohe Konzentration von Lithium enthalten. Jene Orangensterne haben gefunden, um einen höheren zu haben, als übliche Konzentration von Lithium (wie Centaurus x-4) Bahn massive Gegenstände — Neutronensterne oder schwarze Löcher — wessen Ernst zweifellos schwereres Lithium zur Oberfläche eines Wasserstoffhelium-Sterns zieht, mehr Lithium veranlassend, beobachtet zu werden.

Irdisch

Obwohl Lithium auf der Erde weit verteilt wird, kommt es in der elementaren Form wegen seiner hohen Reaktionsfähigkeit nicht natürlich vor. Der Gesamtlithiuminhalt des Meerwassers ist sehr groß und wird als 230 Milliarden Tonnen geschätzt, wo das Element bei einer relativ unveränderlichen Konzentration 0.14 zu 0.25 Teilen pro Million (ppm) oder 25 Mikromahlzahn besteht;

höhere Konzentrationen, die sich 7 ppm nähern, werden nahe Hydrothermalöffnungen gefunden.

Schätzungen für die crustal zufriedene Reihe von 20 bis 70 ppm durch das Gewicht. In Übereinstimmung mit seinem Namen bildet Lithium eine Nebenrolle von Eruptivfelsen mit den größten Konzentrationen im Granit. Granitartige pegmatites stellen auch den größten Überfluss an lithiumenthaltenden Mineralen, mit spodumene und petalite zur Verfügung die am meisten gewerblich lebensfähigen Quellen zu sein. Ein anderes bedeutendes Mineral von Lithium ist lepidolite. Eine neuere Quelle für Lithium ist hectorite Ton, dessen einzige aktive Entwicklung durch Western Lithium Corporation in den Vereinigten Staaten ist. An 20-Mg-Lithium pro Kg der Kruste der Erde ist Lithium das 25. reichlichste Element. Nickel und Leitung haben über denselben Überfluss.

Gemäß dem Handbuch von Natürlichem und Lithiumkalzium, "Ist Lithium ein verhältnismäßig seltenes Element, obwohl es in vielen Felsen und einem Salzwasser, aber immer in sehr niedrigen Konzentrationen gefunden wird. Es gibt eine ziemlich hohe Zahl sowohl von Lithiummineral als auch von Salzwasser-Ablagerungen, aber nur verhältnismäßig sind einige von ihnen von wirklicher oder potenzieller kommerzieller Wichtigkeit. Viele sind sehr klein, andere sind im Rang zu niedrig."

Eine der größten Reservebasis von Lithium ist im Gebiet von Salar de Uyuni Boliviens, das 5.4 Millionen Tonnen hat. Geologischer US-Überblick, Schätzungen, dass 2010 Chile die größten Reserven durch den weiten (7.5 Millionen Tonnen) und die höchste jährliche Produktion (8,800 Tonnen) hatte. Andere Hauptlieferanten schließen Australien, Argentinien und China ein. Andere Schätzungen stellen Chiles Reservebasis um 7,520 Millionen Tonnen über diesem Argentiniens (6 Millionen).

Im Juni 2010 hat die New York Times berichtet, dass amerikanische Geologen Boden-Überblicke auf trockenen Salz-Seen im westlichen Afghanistan führten glaubend, dass große Ablagerungen von Lithium dort gelegen werden. "Pentagonbeamte haben gesagt, dass ihre anfängliche Analyse an einer Position in der Ghazni Provinz das Potenzial für Lithiumablagerungen als groß von denjenigen Boliviens gezeigt hat, das jetzt die größten bekannten Lithiumreserven in der Welt hat." Diese Schätzungen werden hauptsächlich auf alten Daten "gestützt, der hauptsächlich von den Sowjets während ihres Berufs Afghanistans von 1979-1989" und "Stephen Peters, der Leiter des Mineralprojektes von Afghanistan des USGS gesammelt wurde, hat gesagt, dass er die USGS Beteiligung an keinem neuen Vermessen für Minerale in Afghanistan in den letzten zwei Jahren gewusst hat. 'Wir sind irgendwelcher Entdeckungen von Lithium nicht bewusst,' hat er gesagt."

Biologisch

Lithium wird im Spur-Betrag in zahlreichen Werken, Plankton und wirbellosen Tieren, bei Konzentrationen von 69 bis 5,760 Teilen pro Milliarde (ppb) gefunden. In Wirbeltieren ist die Konzentration ein bisschen niedriger, und, wie man gefunden hat, haben fast alle Wirbelgewebe- und Körperflüssigkeiten Lithium im Intervall von 21 bis 763 ppb enthalten. Seeorganismen neigen zu bioaccumulate Lithium mehr als irdische. Es ist nicht bekannt, ob Lithium eine physiologische Rolle in einigen dieser Organismen hat, aber Ernährungsstudien in Säugetieren haben seine Wichtigkeit zur Gesundheit angezeigt, zu einem Vorschlag dass es führend, als ein wesentliches Spurenelement mit einem RDA von 1 Mg/Tag klassifiziert werden. Beobachtungsstudien in Japan, hat 2011 berichtet, hat darauf hingewiesen, dass das natürlich vorkommende Lithium in Trinkwasser menschliche Lebensspanne vergrößern kann.

Geschichte

Petalite (LiAlSiO) wurde 1800 vom brasilianischen Chemiker und Staatsmann José Bonifácio de Andrada e Silva in einer Mine auf der Insel Utö, Schweden entdeckt. Jedoch, erst als 1817, dass Johan August Arfwedson, dann im Laboratorium des Chemikers Jöns Jakob Berzelius arbeitend, die Anwesenheit eines neuen Elements entdeckt hat, während er petalite Erz analysiert hat. Dieses Element hat Zusammensetzungen gebildet, die denjenigen von Natrium und Kalium ähnlich sind, obwohl sein Karbonat und Hydroxyd in Wasser weniger auflösbar und alkalischer waren. Berzelius hat dem alkalischen Material den Namen "lithion/lithina", vom griechischen Wort λιθoς (transliteriert als lithos gegeben, "Stein" vorhabend), um seine Entdeckung in einem festen Mineral im Vergleich mit dem Kalium zu widerspiegeln, das in der Pflanzenasche und dem Natrium entdeckt worden war, das teilweise für seinen hohen Überfluss im Tierblut bekannt war. Er hat das Metall innerhalb des Materials als "Lithium" genannt.

Arfwedson hat später gezeigt, dass dieses dasselbe Element in den Mineralen spodumene und lepidolite da gewesen ist. 1818 war Christian Gmelin erst, um zu bemerken, dass Lithiumsalze eine hellrote Farbe geben, um zu leuchten. Jedoch haben sowohl Arfwedson als auch Gmelin versucht und haben gescheitert, das reine Element von seinen Salzen zu isolieren. Es wurde bis 1821 nicht isoliert, als William Thomas Brande es durch die Elektrolyse von Lithiumoxyd, ein Prozess erhalten hat, der vorher vom Chemiker Herr Humphry Davy verwendet worden war, um das alkalische Metallkalium und Natrium zu isolieren. Brande hat auch einige reine Salze von Lithium wie das Chlorid beschrieben, und, einschätzend, dass lithia (Lithiumoxyd) ungefähr 55 % Metall enthalten hat, hat geschätzt, dass das Atomgewicht von Lithium ungefähr 9.8 g/mol (moderner Wert ~6.94 g/mol) war. 1855 wurden größere Mengen von Lithium durch die Elektrolyse des Lithiumchlorids von Robert Bunsen und Augustus Matthiessen erzeugt. Die Entdeckung dieses Verfahrens hat künftig zu kommerzieller Produktion von Lithium geführt, 1923, durch die deutsche Gesellschaft Metallgesellschaft AG beginnend, die eine Elektrolyse einer flüssigen Mischung des Lithiumchlorids und Kaliumchlorids durchgeführt hat.

Die Produktion und der Gebrauch von Lithium haben mehrere drastische Änderungen in der Geschichte erlebt. Die erste Hauptanwendung von Lithium ist hohes Temperaturfett für Flugzeugsmotoren oder ähnliche Anwendungen im Zweiten Weltkrieg und kurz danach geworden. Dieser kleine Markt wurde durch mehrere kleine Bergbaubetriebe größtenteils in den Vereinigten Staaten unterstützt. Die Nachfrage nach Lithium hat drastisch während des Kalten Kriegs mit der Produktion von Kernfusionswaffen zugenommen. Sowohl Lithium 6 als auch Lithium 7 erzeugen Tritium, wenn bestrahlt, durch Neutronen, und sind so für die Produktion von Tritium allein, sowie eine Form des festen Fusionsbrennstoffs nützlich, der innerhalb von Wasserstoffbomben in der Form von Lithium deuteride verwendet ist. Die Vereinigten Staaten sind der Haupterzeuger von Lithium in der Periode zwischen dem Ende der 1950er Jahre und der Mitte der 1980er Jahre geworden. Am Ende war die Reserve an Lithium ungefähr 42,000 Tonnen Lithiumhydroxyd. Das aufgestapelte Lithium wurde in Lithium 6 durch 75 % entleert.

Lithium wurde verwendet, um die schmelzende Temperatur des Glases zu vermindern und das schmelzende Verhalten von Aluminiumoxyd zu verbessern, als man den Prozess des Saals-Héroult verwendet hat. Dieser zwei Gebrauch hat den Markt bis zur Mitte der 1990er Jahre beherrscht. Nach dem Ende des Kernwettrüstens hat die Nachfrage nach Lithium abgenommen, und der Verkauf von Energieministerium-Reserven auf dem offenen Markt hat weiter Preise reduziert. Aber Mitte der 1990er Jahre haben mehrere Gesellschaften angefangen, Lithium aus dem Salzwasser herauszuziehen, das sich erwiesen hat, eine weniger teure Methode zu sein, als Untergrundbahn oder sogar Tagebau-Bergwerk. Die meisten Gruben haben geschlossen oder haben ihren Fokus zu anderen Materialien als ausgewechselt nur das Erz von in Zonen aufgeteiltem pegmatites konnte für einen wettbewerbsfähigen Preis abgebaut werden. Zum Beispiel, die US-Gruben in der Nähe vom König-Berg, hat North Carolina vor der Jahrhundertwende geschlossen. Der Gebrauch in Lithiumion-Batterien hat die Nachfrage nach Lithium vergrößert und ist der dominierende Gebrauch 2007 geworden. Mit der Woge der Lithiumnachfrage in Batterien in zu den 2000er Jahren haben neue Gesellschaften Salzwasser-Förderungsanstrengungen ausgebreitet, die steigende Nachfrage zu befriedigen.

Produktion

Seitdem das Ende der Lithiumproduktion des Zweiten Weltkriegs außerordentlich zugenommen hat. Das Metall wird von anderen Elementen in Eruptivmineralen wie diejenigen oben getrennt. Lithiumsalze werden aus dem Wasser von Mineralfrühlingen, Salzwasser-Lachen und Salzwasser-Ablagerungen herausgezogen. Das Metall wird elektrolytisch von einer Mischung des verschmolzenen Lithiumchlorids und Kaliumchlorids erzeugt. 1998 war es über (oder US$ 43 / Pfund).

Es gibt weit verbreitete Hoffnungen darauf, Lithiumion-Batterien in elektrischen Fahrzeugen zu verwenden, aber eine Studie hat beschlossen, dass "realistisch erreichbare Lithiumkarbonat-Produktion für nur einen kleinen Bruchteil der Zukunft PHEV und EV globale Marktvoraussetzungen genügend sein wird", wird diese "Nachfrage vom tragbaren Elektronik-Sektor viele der geplanten Produktionszunahmen im nächsten Jahrzehnt absorbieren", und dass "die Massenproduktion des Lithiumkarbonats nicht umweltsmäßig gesund ist, wird es nicht wiedergutzumachenden Umweltschaden zu Ökosystemen verursachen, die geschützt werden sollten, und dass Antrieb von LiIon mit dem Begriff des 'Grünen Autos'" unvereinbar ist.

Ablagerungen von Lithium werden in Südamerika überall in der Gebirgskette von Anden gefunden. Chile ist der Hauptlithiumerzeuger, der von Argentinien gefolgt ist. Beide Länder erlangen das Lithium von Salzwasser-Lachen wieder. Im USA-Lithium wird von Salzwasser-Lachen in Nevada wieder erlangt. Jedoch wird Hälfte der bekannten Reserven in der Welt in Bolivien, eine Nation gelegen, die entlang dem Hauptosthang der Anden sitzt.

2009 verhandelt Bolivien mit Japanisch, Französisch und koreanischen Unternehmen, um Förderung zu beginnen. Gemäß dem Geologischen US-Überblick hat Boliviens Uyuni-Wüste 5.4 Millionen Tonnen Lithium. China kann als ein bedeutender Erzeuger des Lithiumkarbonats der Salzwasser-Quelle 2010 erscheinen. Es gibt potenzielle Produktion von bis zu 55,000 Tonnen pro Jahr, wenn Projekte in der Provinz von Qinghai und Tibet weitergehen.

Weltreserven von Lithium werden als 13 Millionen Tonnen geschätzt. Mit der Batterieleistungsfähigkeitszahl von 400 g von Lithium pro kWh gibt das einen ganzen

die maximale Lithiumbatteriekapazität von 32.5 Milliarden kWh, die, es annehmend, exklusiv für Autobatterien verwendet wird, ist genug für etwa 1.4 Milliarden Autos mit einer 24 kWh Batterie (wie ein Nissan Blatt).

Anwendungen

Keramik und Glas

Lithiumoxyd ist ein weit verwendeter Fluss, um Kieselerde zu bearbeiten, den Schmelzpunkt und die Viskosität des Materials reduzierend und zu Polituren von verbesserten physikalischen Eigenschaften einschließlich niedriger Koeffizienten für die Thermalvergrößerung führend. Lithiumoxyde sind ein Bestandteil des Koch- und Backgeschirrs. Weltweit ist das der einzelne größte Gebrauch für Lithiumzusammensetzungen (sieh Karte).

Elektrisch und Elektronik

In den späteren Jahren des 20. Jahrhunderts ist das Lithium wichtig als ein Anode-Material geworden. Verwendet in Lithiumion-Batterien wegen seines hohen elektrochemischen Potenzials kann eine typische Zelle etwa 3 Volt, im Vergleich zu 2.1 Volt für die Leitung/Säure oder 1.5 Volt für Zinkkohlenstoff-Zellen erzeugen. Wegen seiner niedrigen Atommasse hat es auch eine hohe Anklage - und Verhältnis der Macht zum Gewicht. Lithiumbatterien sind verfügbare (primäre) Batterien mit Lithium oder seinen Zusammensetzungen als eine Anode. Lithiumbatterien sollen mit Lithiumion-Batterien nicht verwirrt sein, die hohe Energiedichte wiederaufladbare Batterien sind. Andere wiederaufladbare Batterien schließen die Lithiumion-Polymer-Batterie, Lithiumeisenphosphatbatterie und die nanowire Batterie ein. Neue Technologien werden ständig bekannt gegeben.

Schmier-von Fetten

Das dritte der grösste Teil der üblichen Anwendung von Lithium ist in Fetten. Lithiumhydroxyd ist eine starke Basis, und wenn geheizt, mit einem Fett erzeugt es eine Seife, die aus Lithium stearate gemacht ist. Lithiumseife ist in der Lage, Öle dick zu machen, und sie wird verwendet, um Allzweck-, Hoch-Temperaturschmierfette zu verfertigen.

Anderer chemischer und industrieller Gebrauch

Anorganische Lithiumsalze

Lithiumchlorid und Lithiumbromid sind äußerst hygroskopisch und werden als Sikkative verwendet. Lithiumhydroxyd (LiOH) ist eine wichtige Zusammensetzung von Lithium, das beim Lithiumkarbonat (LiCO) erhalten ist.

Metallisches Lithium und sein Komplex hydrides, wie Li [AlH], werden als hohe Energiezusätze verwendet, um Treibgase mit Raketen zu beschießen.

Luftreinigung

Lithiumperoxyd, Lithiumnitrat, chlorsaures Lithiumsalz und Lithium perchlorate werden als Oxydationsmittel in Rakete-Treibgasen, und auch in Sauerstoff-Kerzen verwendet, die Unterseeboote mit Sauerstoff liefern.

Lithiumhydroxyd und Lithiumperoxyd sind die Salze, die in beschränkten Gebieten, solcher als an Bord des Raumfahrzeugs und der Unterseeboote, für die Kohlendioxyd-Eliminierung und Luftreinigung am meisten verwendet sind. Lithiumhydroxyd absorbiert Kohlendioxyd von der Luft durch das Reagieren damit, um Lithiumkarbonat zu bilden, und wird über anderes alkalisches Hydroxyd für sein niedriges Gewicht bevorzugt. Lithiumperoxyd (LiO) in die Anwesenheit der Feuchtigkeit absorbiert nicht nur Kohlendioxyd, um Lithiumkarbonat, sondern auch Ausgabe-Sauerstoff zu bilden. Zum Beispiel:

:2 LiO + 2 CO  2 LiCO + O.

Optik

Lithiumfluorid, künstlich angebaut als Kristall, ist klar und durchsichtig und häufig in der Fachmann-Optik für IR, UV und VUV (Vakuum-UV) Anwendungen verwendet. Es hat einen der niedrigsten Brechungsindexe und des weitesten Sendebereichs im tiefen UV von allgemeinsten Materialien. Fein geteiltes Lithiumfluorid-Puder ist für die thermoluminescent Radiation dosimetry (TLD) verwendet worden: Wenn eine Probe von solchem zur Radiation ausgestellt wird, sammelt sie Kristalldefekte an, die, wenn geheizt, Entschlossenheit über eine Ausgabe des bläulichen Lichtes, dessen Intensität zur absorbierten Dosis proportional ist, so dem erlaubend, gemessen zu werden. Lithiumfluorid wird manchmal in im Brennpunkt stehenden Linsen von Fernrohren verwendet.

Die hohe Nichtlinearität von Lithium niobate macht es auch nützlich in nichtlinearen Optik-Anwendungen. Es wird umfassend in Fernmeldeprodukten wie Mobiltelefone und optische Modulatoren für solche Bestandteile wie widerhallende Kristalle verwendet. Lithiumanwendungen werden in mehr als 60 % von Mobiltelefonen verwendet.

Elementares Lithium und Reagenzien haben sich davon vorbereitet

Wegen seiner spezifischen Hitzekapazität, des höchsten von allen Festkörpern, wird Lithiummetall häufig in Kühlmitteln für Wärmeübertragungsanwendungen verwendet.

Das versorgte chemische Energieantrieb-50-Zeichen-Torpedo-System (SCEPS) verwendet eine kleine Zisterne des Schwefels hexafluoride Benzin, das über einen Block von festem Lithium zerstäubt wird. Die Reaktion erzeugt enorme Hitze, die verwendet wird, um Dampf vom Meerwasser zu erzeugen. Der Dampf treibt den Torpedo in einem geschlossenen Zyklus von Rankine an.

Wenn verwendet, als ein Fluss, um sich schweißen zu lassen oder zu löten, fördert metallisches Lithium das Schmelzen von Metallen während des Prozesses und beseitigt das Formen von Oxyden durch fesselnde Unreinheiten. Seine durchbrennende Qualität ist auch als ein Fluss wichtig, um Keramik, Email und Glas zu erzeugen. Die Legierung des Metalls mit Aluminium, Kadmium, Kupfer und Mangan wird verwendet, um Hochleistungsflugzeugsteile zu machen (sieh auch Lithiumaluminiumlegierung). Lithiumzusammensetzungen werden auch als pyrotechnische Farbstoffe und Oxydationsmittel im roten Feuerwerk und den Aufflackern verwendet.

Lithiummetall wird auch in der pharmazeutischen und feinen chemischen Industrie in der Fertigung von organolithium Reagenzien verwendet, die sowohl als starke Basen als auch als Reagenzien für die Bildung von Obligationen des Kohlenstoff-Kohlenstoff verwendet werden. Zusammensetzungen von Organolithium werden auch in der Polymer-Synthese als Katalysatoren/Initiatoren in anionic polymerization unfunctionalized olefins verwendet. Lithium wird in der Vorbereitung von Organolithium-Zusammensetzungen verwendet, die der Reihe nach sehr reaktiv sind und die Basis von vielen synthetischen Anwendungen sind.

Kern-

Lithium 6 wird als ein Quellmaterial wegen der Tritium-Produktion und als ein Neutronabsorber in der Kernfusion geschätzt. Natürliches Lithium enthält ungefähr 7.5 % Lithium 6, von dem große Beträge von Lithium 6 durch die Isotop-Trennung für den Gebrauch in Kernwaffen erzeugt worden sind. Lithium 7 gewonnenes Interesse für den Gebrauch in Kernreaktor-Kühlmitteln.

Lithium deuteride war der Fusionsbrennstoff der Wahl in frühen Versionen der Wasserstoffbombe. Wenn bombardiert, durch Neutronen erzeugen sowohl Li als auch Li Tritium — diese Reaktion, die nicht völlig verstanden wurde, als Wasserstoffbomben zuerst geprüft wurden, war für den flüchtigen Ertrag des Schlosses Bravo Kerntest verantwortlich. Tritium brennt mit schwerem Wasserstoff in einer Fusionsreaktion durch, die relativ leicht ist zu erreichen. Obwohl Details bleiben, spielen heimliche, 6 Lithiumdeuteride noch anscheinend eine Rolle in modernen Kernwaffen als ein Fusionsmaterial.

Lithiumfluorid, wenn hoch bereichert, im Lithium 7 Isotop, bildet den grundlegenden Bestandteil der Fluorid-Salz-Mischung in flüssigen Fluorid-Kernreaktoren verwendeter LiF-BeF. Lithiumfluorid ist außergewöhnlich chemisch stabile und LiF-BeF Mischungen haben niedrige Schmelzpunkte. Außerdem ist Li, und F Sein, unter den wenigen nuclides mit niedrig genug Thermalneutronfestnahme-Querschnitten, um die Spaltungsreaktionen innerhalb eines Atomspaltungsreaktors nicht zu vergiften.

In begrifflich gefassten Kernfusionskraftwerken wird Lithium verwendet, um Tritium in magnetisch beschränkten Reaktoren mit schwerem Wasserstoff und Tritium als der Brennstoff zu erzeugen. Tritium kommt natürlich nicht vor und wird durch die Umgebung vom reagierenden Plasma mit einem 'generellen' erzeugt, der Lithium enthält, wo Neutronen von der Reaktion des Tritiums des schweren Wasserstoffs im Plasma mit dem Lithium reagieren werden, um mehr Tritium zu erzeugen:

:Li + n  Er + T.

Lithium wird auch als eine Quelle für Alphateilchen oder Helium-Kerne verwendet. Wenn Li durch beschleunigte Protone bombardiert wird, Sind, wird gebildet, der Spaltung erlebt, um zwei Alphateilchen zu bilden. Diese Leistung, genannt "das Aufspalten des Atoms" zurzeit, war die erste völlig künstliche Kernreaktion. Es wurde von Cockroft und Walton 1932 erzeugt. (Kernreaktionen und von den Menschen geleitete Kernumwandlung waren schon in 1917, aber durch das Verwenden natürlicher radioaktiver Beschießung mit Alphateilchen vollbracht worden).

Medizin

In der Behandlung der bipolar Unordnung setzen Lithiumzusammensetzungen fort, der Standard zu sein, gegen den neuere Medikamente gemessen werden. Lithiumsalze können auch für die zusammenhängende Diagnose, wie Schizoaffective-Unordnung und zyklische Hauptdepression nützlich sein. Der aktive Grundsatz in diesen Salzen ist das Lithiumion Li, obwohl ausführliche Mechanismen diskutiert werden.

Vorsichtsmaßnahmen

Lithium ist zerfressend und verlangt, dass das spezielle Berühren Hautkontakt vermeidet. Das Atmen von Lithiumstaub oder Lithiumzusammensetzungen (die häufig alkalisch sind) ärgert am Anfang die Nase und den Hals, während höhere Aussetzung eine Zunahme von Flüssigkeit in den Lungen verursachen kann, zu Lungenödem führend. Das Metall selbst ist eine behandelnde Gefahr wegen des erzeugten Ätzhydroxyds, wenn es im Kontakt mit der Feuchtigkeit ist. Lithium wird in phasenfreien Zusammensetzungen wie Naphtha sicher versorgt.

Es hat Vorschläge der vergrößerten Gefahr gegeben, die Herzanomalie von Ebstein in Säuglings zu entwickeln, die Frauen geboren sind, die Lithium während des ersten Vierteljahres der Schwangerschaft nehmen.

Regulierung

Einige Rechtsprechungen beschränken den Verkauf von Lithiumbatterien, die die am meisten sogleich verfügbare Quelle von Lithium für gewöhnliche Verbraucher sind. Lithium kann verwendet werden, um pseudoephedrine und ephedrine zu methamphetamine in der Birke-Verminderungsmethode zu reduzieren, die Lösungen von alkalischen in wasserfreiem Ammoniak aufgelösten Metallen verwendet.

Wagen und Sendung von einigen Arten von Lithiumbatterien können an Bord von bestimmten Typen des Transports (besonders Flugzeug) wegen der Fähigkeit von den meisten Typen von Lithiumbatterien verboten werden, sich sehr schnell, wenn gekurzschlossen, völlig zu entladen, zu Überhitzung führend, und die mögliche Explosion in einem Prozess hat Thermalausreißer genannt. Die meisten Verbraucherlithiumbatterien haben Thermalüberlastungsschutz, der eingebaut ist, um diesen Typ des Ereignisses zu verhindern, oder ihr Design beschränkt von Natur aus kurzschließen Ströme. Wie man bekannt hat, haben sich innere Shorts wegen Produktionsdefekte oder Schadens an Batterien entwickelt, die zu spontanem Thermalausreißer führen können.

Siehe auch

• Dilithium
• Lithiumbasiertes Fett
• Lithiumion-Batterie

Referenzen

Links

• Internationale Lithiumverbindung
• USGS: Lithiumstatistik und Information
• IM Lithiumversorgungs-& Markt-2009-Konferenz 2009 Nachhaltiges Lithium liefert im Laufe 2020 angesichts des nachhaltigen Marktwachstums
• Universität von Southampton, Zentrum von Mountbatten für internationale Studien, Kerngeschichtsarbeitspapier No5.