Ce este litiu?

Cel mai ușor metal cunoscut îți poate ușura starea de spirit. Litiu, numărul atomic 3, este un element cu multe utilizări. Este folosit la fabricarea aeronavelor și a anumitor baterii. Este folosit și în sănătatea mintală: carbonatul de litiu este un tratament obișnuit al tulburării bipolare, contribuind la stabilizarea schimbărilor de dispoziție sălbatică cauzate de boală. 

Litiu are o poveste de descoperire aprinsă - literal. Un naturalist și om de stat brazilian, Jozé Bonifácio de Andralda e Silva, a descoperit petalitul mineral (LiAISi4O10) pe insula suedeză Utö în anii 1790, potrivit Royal Society of Chemistry (RSC). Mineralul este de culoare alb-cenușiu, dar atunci când este aruncat în foc, ardește de un vișiniu strălucitor. 

În 1817, chimistul suedez Johan August Arfwedson a descoperit că petalitul conținea un element necunoscut anterior. Nu a reușit să izoleze metalul în totalitate, dar a izolat una dintre sărurile sale. Numele, litiu, provine de la "lithos", cuvântul grecesc pentru "piatră". 

A trebuit până în 1855 ca cineva să izoleze litiu: chimistul britanic Augustus Matthiessen și chimistul german Robert Bunsen au rulat un curent prin clorură de litiu pentru a separa elementul. 

Proprietăți fizice

Potrivit laboratorului național de accelerare liniară Jefferson, proprietățile litiului sunt:

• Numărul atomic (numărul protonilor din nucleu): 3
• Simbol atomic (pe tabelul periodic al elementelor): Li
• Greutatea atomică (masa medie a atomului): 6,941
• Densitate: 0,534 grame pe centimetru cub
• Faza la temperatura camerei: Solid
• Punct de topire: 356,9 grade Fahrenheit (180,5 grade Celsius)
• Punct de fierbere: 2448 grade Fahrenheit (1342 grade Celsius)
• Numărul de izotopi (atomi ai aceluiași element cu un număr diferit de neutroni): 10; 2 stabil
• Cele mai comune izotopi: Li-7 (92,41 la sută abundență naturală), Li-6 (7,59 la sută abundență naturală)

Creierul pe litiu

Litiu este un metal special în multe feluri. Este ușor și moale - atât de moale încât poate fi tăiat cu un cuțit de bucătărie și o densitate atât de mică încât plutește pe apă. De asemenea, este solid la o gamă largă de temperaturi, cu unul dintre cele mai scăzute puncte de topire ale tuturor metalelor și un punct de fierbere ridicat. 

La fel ca și colegii săi de metal alcalin, sodiu, litiu reacționează cu apa într-o formă strălucitoare. Combo de Li și H2O formează hidroxid de litiu și hidrogen, care de obicei izbucnește în flacără roșie. 

Litiu constituie doar 0.0007 la sută din scoarța terestră, în conformitate cu Laboratorul Jefferson, și se găsește închis doar în minerale și săruri. Aceste săruri au puterea de a schimba creierul: sărurile de litiu au fost primele medicamente aprobate de Food and Drug Administration pentru a trata mania și depresia, potrivit Institutului Național de Sănătate Mintală.

Astăzi, carbonatul de litiu este compusul cel mai des vândut ca medicament. Nimeni nu știe exact cum funcționează litiu pentru a stabiliza starea de spirit. Studiile arată multiple efecte asupra sistemului nervos. În 2008, de exemplu, cercetătorii au raportat în revista Cell că litiu întrerupe activitatea unui receptor pentru neurotransmițătorul dopamină. Pare, de asemenea, să crească volumul creierului, potrivit unui studiu din 2011 în revista Biological Psychiatry (deși această cercetare este contestată fierbinte).

Într-un studiu efectuat cu viermi, biologii de la MIT au descoperit că litiu inhibă o proteină cheie în creierul viermilor, făcând neuronii legați de un comportament de evitare să rămână inactiv. În esență, viermii au încetat să evite bacteriile dăunătoare fără proteina respectivă. Rezultatele, care ar trebui să fie replicate la om, sugerează că elementul tace anumiți neuroni din creier și poate avea un efect calmant, au raportat cercetătorii în 2016 în revista Current Biology.

Litiu în spațiu

Litiu, precum și primul și al doilea element chimic cel mai ușor (hidrogen și, respectiv, heliu), sunt singurele elemente create la nașterea universului, potrivit NASA. Totuși, potrivit Teoriei Big Bang, universul ar trebui să dețină de trei ori mai mult decât litiu poate fi contabilizat în cele mai vechi stele, o problemă numită lipsă de litiu. Această descoperire „lipsă de litiu” a fost făcută pentru prima dată în anii ’80, a spus Pasquale Serpico, cosmolog la Centrul Național de Cercetări Științifice (CNRS) și la Universitatea Savoy Mont Blanc din Franța. Aceasta a creat o „tensiune”, a spus Serpico, între ceea ce datele din Big Bang și observațiile stelelor spuneau cercetătorilor despre abundența de litiu. 

Astrofizicienii continuă să efectueze cercetări pentru a găsi acest litiu „lipsă” sau pentru a explica de ce lipsește. De fapt, cercetătorii au găsit recent o stea uriașă care deține de 3.000 de ori mai mult litiu decât „uriașii” normali, au relatat în august 2018 în revista Nature Astronomy. Au venit cu două explicații posibile: steaua uriașă și-a înghițit planeta, absorbind litiu de la bord; litiu, de asemenea, s-a putut forma în interiorul stelei, ajungând la suprafața sa înainte de căldura straturilor adânci să o vaporizeze, potrivit unei declarații privind constatarea.

Mai multe despre litiu

• Bateriile cu ioni de litiu sunt cheia pentru o putere ușoară, reîncărcabilă pentru laptopuri, telefoane și alte dispozitive digitale. Conform Sondajului Geologic al Statelor Unite, Argentina și Chile și-au mărit producția de litiu cu 15% fiecare în 2014, pentru a satisface cererea în creștere. La nivel mondial, producția a sărit cu 6% în acel an. 
• Litiu și o altă componentă a bateriei, cobaltul, ar putea deveni mai mici pe măsură ce cererea crește, Stefano Passerini și Daniel Buchholz, ambii la Institutul Helmholtz Ulm din Germania, au declarat într-un comunicat care descrie analiza disponibilității lor viitoare a acestor elemente publicate în 2018 în jurnal. Materiale de recenzii ale naturii. În plus, ambele sunt concentrate în țările mai puțin stabile din punct de vedere politic, a relevat studiul. Ca atare, cercetătorii au solicitat dezvoltarea de noi tehnologii cu baterii bazate pe alte elemente non-toxice.
• Statele Unite au o mină de litiu, în Nevada, potrivit USGS. Chile și Australia produc cel mai mult litiu din lume.
• Litiu care apare în mod natural în apa potabilă se corelează cu niveluri mai mici de sinucidere, potrivit unui studiu din 2009 care evidențiază rolul litiului în creier. Dar psihiatrii sunt atenți la prescrierea litiului în doze mari, în special pentru că poate trece prin placentă și au efecte necunoscute asupra fătului în curs de dezvoltare.  
• Pe o notă mai ușoară, elementul face parte din spectacolele de artificii de sărbătoare: Un amestec de săruri de litiu și stronțiu, împreună cu alte substanțe chimice, creează culoarea roșie strălucitoare a spectacolului.

Resurse aditionale:

• Laboratorul Național Los Alamos: Litiu
• Jefferson Lab: Elementul litiu
• Biblioteca Națională de Medicină din SUA: Litiu (medicamente)

Acest articol a fost actualizat pe 23 octombrie 2018 de către Editor, Jeanna Bryner.