Lithium
Lithium ist das erste der Alkalien im Periodensystem. In der Natur kommt es in Form einer Mischung der Isotope Li6 und Li7 vor. Es ist das leichteste feste Metall, es ist weich, silbrig-weiß, hat einen niedrigen Schmelzpunkt und ist reaktiv. Viele seiner physikalischen und chemischen Eigenschaften ähneln eher denen der Erdalkalimetalle als denen seiner eigenen Gruppe.
Zu den wichtigsten Eigenschaften von Lithium gehören seine hohe spezifische Wärme (Wärmekapazität), das große Temperaturintervall im flüssigen Zustand, die hohe thermische Leitfähigkeit, die niedrige Viskosität und die sehr geringe Dichte. Metallisches Lithium ist in kurzkettigen aliphatischen Aminen, wie Etilamin, löslich. Es ist unlöslich in Kohlenwasserstoffen.
Lithium nimmt an einer Vielzahl von Reaktionen teil, sowohl mit organischen als auch mit anorganischen Reaktanten. Mit Sauerstoff reagiert es unter Bildung von Monoxid und Peroxid. Es ist das einzige Alkalimetall, das bei Raumtemperatur mit Stickstoff reagiert und dabei einen schwarzen Stickstoff bildet. Es reagiert leicht mit Wasserstoff bei fast 500ºC (930ºF) unter Bildung von Lithiumhydrid. Die Reaktion von metallischem Lithium mit Wasser ist äußerst heftig. Lithium reagiert direkt mit dem Kohlenstoff und bildet den Kohlenstoff. Es verbindet sich leicht mit Halogenen und bildet Halogenverbindungen mit Lichtemission. Obwohl es nicht mit parafinischen Kohlenwasserstoffen reagiert, führt es Additionsreaktionen mit durch Aril- und Diengruppen substituierten Alkenen durch. Es reagiert auch mit acetylenischen Verbindungen unter Bildung von Lithiumacetyluren, die für die Vitamin-A-Synthese wichtig sind.
Anwendungen
Die wichtigste Lithiumverbindung ist das Lithiumhydroxid. Es ist ein weißes Pulver; das hergestellte Material ist Monohydrat-Lithiumhydroxid. Das Karbonat kann in der Keramikindustrie und in der Medizin als Antidepressivum verwendet werden. Brom und Lithiumchlorid bilden eine konzentrierte Sole, die die Eigenschaft hat, die Feuchtigkeit in einem weiten Temperaturbereich zu absorbieren; diese Sole wird in den hergestellten Klimaanlagen verwendet.
Die hauptsächliche industrielle Verwendung von Lithium ist in Form von Lithiumstearatum, als Verdickungsmittel für Schmierfette. Andere wichtige Anwendungen von Lithiumverbindungen sind in der Töpferei, insbesondere in der Porzellanglasur, als Zusatzstoff zur Verlängerung der Lebensdauer und Leistung von alkalischen Akkumulatoren und beim Autogen- und Messingschweißen.
Legierungen des Metalls mit Aluminium, Kadmium, Kupfer und Mangan werden zur Herstellung von Hochleistungsflugzeugteilen verwendet.
Lithium in der Umwelt
Wie alle Alkalimetalle reagiert Lithium leicht in Wasser und kommt aufgrund seiner Aktivität nicht frei in der Natur vor. Lithium ist ein mäßig häufig vorkommendes Element und ist in der Erdkruste in 65 ppm (Teile pro Million) vorhanden. Damit liegt Lithium, was die Häufigkeit betrifft, unter Nickel, Kupfer und Wolfram und über Cer und Zinn.
In den Vereinigten Staaten wird Lithium aus Solebecken in Nevada gewonnen. Heute wird das meiste kommerzielle Lithium aus Solequellen in Chile gewonnen. Die weltweite Produktion von Lithiumerzen und -salzen beträgt etwa 40.000 Tonnen pro Jahr, und die Reserven werden auf etwa 7 Millionen Tonnen geschätzt.
Lithium wird leicht von Pflanzen aufgenommen. Die Menge an Lithium in Pflanzen variiert stark und erreicht in einigen Fällen 30 ppm.
Gesundheitliche Auswirkungen von Lithium
Auswirkungen von Lithium: Feuer: Entflammbar. Viele Reaktionen können Feuer oder Explosionen verursachen. Setzt im Brandfall reizende oder giftige Dämpfe (oder Gase) frei. Explosion: Brand- und Explosionsgefahr bei Kontakt mit brennbaren Stoffen und Wasser. Einatmen: Brennendes Gefühl. Husten. Erschwerte Atmung. Kurzatmigkeit. Halsweh. Die Symptome können verzögert auftreten. Haut: Rötung. Hautverbrennungen. Schmerzen. Blasenbildung. Augen: Rötung. Schmerzen. Schwere tiefe Verbrennungen. Verschlucken: Unterleibskrämpfe. Unterleibsschmerzen. Brennendes Gefühl. Brechreiz. Schock oder Kollaps. Erbrechen. Schwächegefühl.
Auswirkungen bei kurzzeitiger Exposition: Der Stoff wirkt ätzend auf die Augen, die Haut und die Atmungsorgane. Ätzend bei Verschlucken. Das Einatmen des Stoffes kann zu Lungenödemen führen. Die Symptome eines Lungenödems treten oft erst nach einigen Stunden auf und werden durch körperliche Anstrengung verschlimmert. Ruhe und ärztliche Beobachtung sind daher unerlässlich. Die sofortige Verabreichung eines geeigneten Sprays durch einen Arzt oder eine von ihm beauftragte Person sollte in Betracht gezogen werden.
Expositionswege: Der Stoff kann durch Einatmen seines Aerosols und durch Verschlucken in den Körper aufgenommen werden. Risiko beim Einatmen: Die Verdunstung bei 20°C ist vernachlässigbar; eine schädliche Konzentration von Schwebeteilchen kann jedoch schnell erreicht werden, wenn sie in der Luft verteilt werden.
Chemische Gefahren: Erhitzung kann zu heftiger Verbrennung oder Explosion führen. Der Stoff kann sich bei Kontakt mit Luft selbst entzünden, wenn er fein verstreut ist. Beim Erhitzen bilden sich giftige Dämpfe. Reagiert heftig mit starken Oxidationsmitteln, Säuren und vielen Verbindungen (Kohlenwasserstoffe, Halogene, Halone, Beton, Sand und Asbest) und verursacht Brand- und Explosionsgefahr. Reagiert heftig mit Wasser unter Bildung von hochentzündlichem Wasserstoffgas und korrosiven Dämpfen von Lithiumhydroxid.
Umweltauswirkungen von Lithium
Metallisches Lithium reagiert mit Stickstoff, Sauerstoff und Wasserdampf in der Luft. Folglich wird die Lithiumoberfläche mit einer Mischung aus Lithiumhydroxid (LiOH), Lithiumcarbonat (Li2CO3) und Lithiumnitrid (Li3N) beschichtet. Lithiumhydroxid stellt eine potenziell erhebliche Gefahr dar, da es extrem ätzend ist. Besondere Aufmerksamkeit sollte den Wasserorganismen gewidmet werden.
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