litio

Elemento chimico del gruppo dei metalli alcalini, scoperto da J.A. Arfwedson (1817) nel minerale petrolite, ma isolato nel 1855 da R.W. Bunsen e collaboratori. Simbolo Li, numero atomico 3, peso atomico 6,94. È moderatamente diffuso in natura (65 parti per milione nella crosta terrestre): è contenuto in alcune acque minerali, nelle ceneri di molte piante (tabacco, tè ecc.) e in diversi minerali. Fra questi i più importanti, ai fini dell’estrazione del metallo, sono l’ambligonite, la lepidolite e, soprattutto, lo spodumene; l’estrazione è basata sul trattamento con acido solforico; lo spodumene (silicoalluminato di l.) viene preventivamente riscaldato a circa 1100 °C in modo da ottenere una trasformazione di fase accompagnata da un incremento della superficie offerta all’attacco da parte dell’acido solforico; trattando poi la massa con acqua si asporta il solfato di l. che si è formato lasciando come residuo il silicato di alluminio insolubile; trattando con carbonato sodico la soluzione di solfato di l. precipita il carbonato di l., poco solubile. Il l. allo stato puro si ottiene per elettrolisi di una miscela di cloruro di l. (45%) e potassio (55%) fusi.

Il l. è un metallo bianco argenteo ed è il più leggero degli elementi solidi (densità 0,53 g/cm³, a 20 °C); ha durezza compresa fra quelle del sodio e del piombo; si estrude e si lamina facilmente; cristallizza nel sistema monometrico a cubo centrato. All’aria secca non si ossida, ma in aria umida ingiallisce e si trasforma nell’ossido Li₂O; fonde a 180,5 °C e bolle a 1336 °C. Nei suoi composti si comporta da elemento monovalente; le sue proprietà chimiche sono analoghe a quelle del sodio e del potassio, ma in genere rispetto a questi presenta minore reattività. Con l’idrogeno forma un idruro molto stabile, con l’azoto dà un nitruro Li₃N; in ossigeno a 200 °C brucia con fiamma bianca; con l’acqua forma l’idrossido; si scioglie facilmente negli acidi (cloridrico, solforico ecc.) e nell’ammoniaca.

Il l. viene impiegato in tenori di 1,9-2,6% in leghe di alluminio contenenti 1-2% di rame, 1-1,5% di magnesio e 0,1% di zirconio; queste, dopo opportuni trattamenti termici, presentano proprietà meccaniche pari a quelle delle migliori leghe di alluminio ma con una densità inferiore di 8-10%. Già in uso su aerei militari, si vanno diffondendo in quelli per usi civili. Leghe alluminio-l. sono anche impiegate nelle pile a secco. Dato l’elevato valore del potenziale standard di riduzione del l. a 25 °C, pari a 3,041 volt, si ha un notevole interesse allo sviluppo di pile e accumulatori a sali fusi a base di questo metallo. Altre leghe sono con magnesio e zinco, mentre nel caso del piombo per materiali antifrizione e speciali cuscinetti l’aggiunta di l. è modestissima, meno di 0,05%.

Numerosi sono i composti del l. che trovano importanti applicazioni. Fra i composti inorganici del l. si ricordano: l’ammide, LiNH₂, impiegata nella condensazione di Claisen, in alcune sintesi organiche e nei processi di alchilazione dei nitrili e dei chetoni, rivestendo un certo interesse soprattutto nell’industria farmaceutica; il metaborato, LiBO₂, usato per produrre smalti; il bromuro, LiBr, che trova applicazione come umettante e, in farmacologia, come sedativo e ipnotico; il carbonato, Li₂CO₃, largamente usato come additivo (in percentuale del 2-3%) dei bagni di criolite fusa per l’elettrolisi dell’allumina (con il compito di migliorare le rese di corrente e diminuire i consumi di energia) e impiegato altresì nella fabbricazione di vetri e ceramiche con basso coefficiente di dilatazione termica e nella cura di alcune malattie neuropsichiche; il clorato, LiClO₃, usato per preparare propellenti per particolari razzi; il cloruro, LiCl, usato (insieme con il fluoruro, LiF) come fondente e fluidificante di scorie di bagni di fusione e nelle saldature; l’idrossido, LiOH, usato per preparare lo stearato di l. (che trova impiego come additivo, fino al 10%, di oli e grassi lubrificanti speciali), in fotografia, nella produzione di batterie alcaline e come catalizzatore nei processi di preparazione di resine alchidiche; l’idruro, LiH, energico riducente e agente condensante; lo ioduro, LiI, usato in cromatografia; l’ipoclorito, LiOCl, usato per disinfettare acque di piscine e lavanderie; il metasilicato, Li₂SiO₃, impiegato per tarare termobilance; il nitrato, LiNO₃, usato per razzi di segnalazione e artifici piroforici; l’ossido, LiO, usato per assorbire CO₂ e acqua da vetro, silice, metalli; il perclorato, LiClO₄, impiegato come energico ossidante; il solfato, Li₂SO₄, usato come antidepressivo. Fra i composti organici del l. si ricordano: il benzoato, C₆H₅COOLi, impiegato come lubrificante nella produzione di compresse in farmacologia; i litioalchili, composti organometallici di formula generale RLi, dove R è un radicale alchilico monovalente. Sono in genere sostanze cristalline incolori, solubili in alcol e in benzina, che all’aria si infiammano. Si preparano per reazione del l. metallico sugli alogenuri alchilici; fra di essi in particolare: il butillitio (o litiobutile), C₄H₉Li, è usato come agente di polimerizzazione di elastomeri stirene-butadiene per rivestimenti di cavi, adesivi e gomme sintetiche, e il metillitio (o litiometile), CH₃Li, trova applicazione come reagente nelle sintesi delle vitamine A e D.

Complessivamente, circa il 30% del l. prodotto viene utilizzato, sotto forma di carbonato, per l’elettrolisi dell’allumina, il 25% circa per l’industria del vetro, il 10-15% per la preparazione di ceramiche speciali.