Литии, факты и домыслы

Литий дал название целому семейству литиевых элементов. Они также называются щелочными металлами и включают не только литий, но и натрий, калий, рубидий, цезий и франций. Эти элементы имеют одинаковые физические характеристики. К ним относятся мягкость до такой степени, что металл можно разрезать ножом как масло. А также активное взаимодействие с водой и кислородом в воздухе.

Это означает, что металл никогда не находят в чистом виде в природе, а только в виде солевых соединений. И когда ученые или инженеры-химики очищают эти элементы, они нуждаются в хранении в минеральном масле, чтобы предотвратить реакцию.

Литий фактически стоит в середине семейства, когда речь заходит о его редкости в природе. Из семейства литиевых наиболее распространенным является натрий, а самым редким – франций.

Литий редко встречается во Вселенной

Литий считается одним из первых трех элементов, появившихся во Вселенной. Но по сравнению с гелием или водородом астрономы редко обнаруживают литий в космосе. Кислород, а не литий, считается третьим по распространенности элементом во Вселенной. А литий даже не входит в первую десятку. Ученые считают, что это происходит из-за того, как звезды сливают элементы в своих ядрах.

В частности, водород сливается с гелием с образованием лития. Но сразу после этого литий сливается с водородом с образованием большего количества гелия. Тем не менее, хотя это означает, что большинство звезд редко содержат литий.

Самые маленькие звезды, коричневые карлики, на самом деле содержат много лития. Это происходит из-за того, что они слишком малы, чтобы производить что-либо тяжелее водорода. Позволяя любому образующемуся литию остаться.

Литий играет важную роль в организме

Растения и беспозвоночные, как правило, содержат больше лития в организме, чем позвоночные. Около 3000 частей на миллиард. Напротив, у позвоночных максимальное содержание лития составляет около 800 частей на миллиард. А в среднем всего 400 частей на миллиард.

Ученые до сих пор не совсем уверены, как литий действует в организме растений и животных. Во-первых, он конкурирует с кальцием, калием и натрием в клеточных процессах.

Они также отметили, что литий играет роль в клеточных генетических процессах и процессах производства энергии. Он может даже частично остановить процесс старение. Влияя на ограничение способности клетки воспроизводить свою ДНК. Однако загадка не в том, что литий делает в клетках организма, а в том, как он работает.

При обращении с литием требуются меры предосторожности

Высокая активность лития делает его как пожароопасным, так и коррозионным агентом, подобным кислоте. Чистый литий вызывает химические ожоги при контакте с незащищенной рукой. Что требует медицинской помощи в случае длительного воздействия.

Как и натрий, литий также может взорваться при контакте с водой. Что неудивительно, учитывая, что оба они считаются щелочными металлами. И даже если он не взорвется, контакт лития с водой приведет к образованию ядовитых газов.

Даже нечистый литий имеет свои опасности, особенно в виде пыли, которая может повредить ткани носа и горла. Длительное воздействие литиевой пыли также может вызвать накопление жидкости в легких. Что может привести к отеку легких с летальным исходом.

Литий производят в разных странах мира

Аргентина, Боливия и Чили являются главными поставщиками лития. Благодаря тому, что на них приходится 75% мировых запасов лития. Это дало трем странам прозвище “Литиевый треугольник”. Тем не менее, Конго в Африке недавно стало их основным конкурентом. Открыв в 2017 году богатые литиевые руды с низким содержанием примесей.

Разработка запасов продолжалась на протяжении многих лет, и первый коммерческий экспорт должен начаться в 2023 году. Кроме ранее упомянутых стран, и Китай, и США также имеют собственное большое внутреннее производство лития.

Способы добычи

Тем не менее, сложность увеличивается в зависимости от сырья. Причем рассол является самым простым источником для очистки лития. Это происходит из-за того, что литий уже существует в виде соли в рассоле. Рассол просто необходимо выпарить на солнце, после чего соли просеиваются по их составу.

Напротив, литиевые руды должны подвергаться химической обработке. Чтобы отделить литиевую соль от силикатов и других соединений в рудах. После завершения экстракции литиевой соли ее смешивают с калиевой солью и подвергают электрообработке. Этот процесс производит не только чистый литий, но также чистый калий и хлорид.

Открытая разработка остается наиболее эффективным способом добычи руды. Но это происходит за счет повреждения ландшафта. Это лишает животных среды обитания, от которой зависит их выживание. Необходимость откачивать воду, чтобы она не затопила шахту. Также загрязняет естественные водоемы тяжелыми металлами, такими как сурьма, мышьяк и магний.

Соединения кальция, также называемые известью, являются основным побочным продуктом добычи лития. В зависимости от других руд и месторождений в шахте другие побочные продукты могут включать серную кислоту и даже уран.

Литий имеет различное применение

Несмотря на то, что они стали обычным явлением только с 2000-х годов. НАСА фактически впервые разработало литий-ионные батареи в 1960-х годах. Однако в то время методы производства оказались слишком сложными и дорогими для массового производства.

Однако инженеры усовершенствовали батареи в 1980-х годах. Это привело к упрощению процесса и снижению затрат. Sony выпустила первые коммерческие литий-ионные батареи в 1991 году.

У литий-ионных аккумуляторов есть проблема утилизации

С одной стороны, литий-ионные аккумуляторы не оставляют токсичных тяжелых металлов после утилизации, как другие перезаряжаемые аккумуляторы. Но это также означает, что люди позволили использованным литий-ионным батареям накапливаться на свалках. Или с ними обращаются как с другим мусором и просто сжигают в мусоросжигательных печах.

Существуют методы переработки использованных батарей, включающие их разборку для удаления металла внутри. Однако это сложный и дорогостоящий процесс. Это, в свою очередь, означает, что по состоянию на 2019 год перерабатывалось менее 5% от всего объема.

Стекольная промышленность является крупнейшим потребителем лития в мире. В частности, в виде карбоната лития, из которого извлекают оксид лития. Стеклодувы добавляют оксид лития в песок, снижая температуру его плавления. И облегчая превращение его в стекло.

Фторид лития также имеет аналогичное применение в алюминиевой промышленности. Не только снижая температуру плавления алюминия, но и увеличивая электрическое сопротивление готового продукта.

Этот элемент также находит применение в нанотехнологиях. Используемых вместе с кремнием для производства электронных компонентов. И самое простое, производители фейерверков также используют литий для придания красной окраски взрывам своих изделий.

Литий в космосе

Он так же нашел применение в космических кораблях. Во-первых, инженеры используют литий-алюминиевые сплавы для создания гибких и легких деталей. Литий также может сплавляться с другими металлами, такими как кадмий, медь и марганец. Каждый из которых находит применение в космической промышленности.

Литий-марганцевые сплавы, в частности, славятся своей легкостью и прочностью. Они также используют бромид лития и хлорид лития в качестве осушителей двигателя. Чтобы извлекать воду из топлива и не допускать его загрязнения.

Военные также используют литий. Они обычно используют гидрид лития для увеличения мощности ракетного топлива. А некоторые ракеты просто используют гидрид лития в качестве топлива.

В результате реакции образуется горячий газ, который двигатель использует для вращения гребного винта и движения торпеды по воде. Однако, безусловно, самое печально известное использование лития в вооруженных силах связано с ядерным оружием. В частности, гидрид лития служит источником топлива в водородных бомбах.

Соли лития обладают лечебными свойствами

На самом деле соли лития считаются одними из самых распространенных в мире психиатрических препаратов. Всемирная организация здравоохранения даже включила его в список основных лекарственных средств. В частности, врачи используют соли лития для лечения пациентов, страдающих биполярным расстройством, депрессией и шизофренией.

При депрессии соли лития назначают в качестве дополнительных средств для повышения эффективности антидепрессантов. Медицинские исследования действительно показывают, что 95% пациентов с суицидальными наклонностями теряют их после приема солей лития. Тем не менее, как соли лития делают это, остается одной из самых больших загадок в медицинской науке.

Однако у него есть потенциальные побочные эффекты.

Наиболее распространенные нежелательные эффекты включают учащенное мочеиспускание, жажду и даже периодический тремор рук. Гипотиреоидная болезнь также развилась в результате длительного использования солей лития. Передозировка солей лития также может вызвать отравление, которое может привести к повреждению почек.

Некоторые исследования даже предполагают, что соли лития могут вызвать у пациента развитие диабета. Врачи также избегают назначения солей лития беременным, а также недавно родившим женщинам. Это связано с тем, что соли лития обладают умеренными тератогенными свойствами. Которые могут вызывать врожденные дефекты или травмировать новорожденных детей.

В состав напитка 7 Up когда-то входили соли лития

Вы можете вспомнить историю с Coca-Cola, которая когда-то включила кокаин в свой рецепт. Похожая история случилась с 7 Up, который рекламировал включение цитрата лития в качестве лекарственной добавки. Где “7” означает атомный вес лития (6,95), а “Up”, эффект лития, повышающий настроение.

Напиток не только пережил Великую депрессию, но и стал популярным. Цитрат лития оставался частью рецепта до 1948 года. До запрета правительством США использовать литий в рецептах.