Lithium

Litium adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Li dan nomor atom 3. Unsur ini termasuk dalam logam alkali dengan warna putih perak. Dalam keadaan standar, litium adalah logam paling ringan sekaligus unsur dengan densitas (massa jenis) paling kecil. Seperti logam-logam alkali lainnya, litium sangat reaktif dan terkorosi dengan cepat dan menjadi hitam di udara yang lembap. Oleh karena itu, logam litium biasanya disimpan dalam wadah yang diisi minyak anhidrat.
Menurut teorinya, litium (kebanyakan ⁷Li) adalah salah satu dari sedikit unsur yang disintesis dalam kejadian Dentuman Besar walaupun kelimpahannya sudah jauh berkurang. Sebab-sebab menghilangnya litium dan proses pembentukan litium yang baru menjadi topik penting dalam astronomi. Litium adalah unsur ke-33 paling melimpah di bumi,^[1] namun oleh karena reaktivitasnya yang sangat tinggi membuat unsur ini hanya bisa ditemukan di alam dalam keadaan bersenyawa dengan unsur lain. Litium ditemukan di beberapa mineral pegmatit, namun juga bisa didapatkan dari air asin dan lempung. Pada skala komersial, logam litium didapatkan dengan elektrolisis dari campuran litium klorida dan kalium klorida.
Sekelumit litium terdapat dalam samudera dan pada beberapa organisme walaupun unsur ini tidak berguna pada fungsi biologis manusia. Walaupun demikian, efek neurologi dari ion litium Li⁺ membuat garam litium sangat berguna sebagai obat penstabilan suasana hati. Litium dan senyawa-senyawanya mempunyai beberapa aplikasi komersial, meliputi keramik dan gelas tahan panas, aloi dengan rasio kekuatan berbanding berat yang tinggi untuk pesawat terbang, dan baterai litium. Litium juga memiliki tempat yang penting dalam fisika nuklir.

Daftar isi 1 Sifat 2 Sejarah 3 Produksi 4 Referensi

Sifat

Litium mengambang di dalam minyak

Artikel utama untuk kategori ini adalah Logam alkali.

Litium memiliki satu elektron valensi yang mudah menjadi sebuah kation. Oleh karena itu litium mempunyai kemampuan mengalirkan listrik dan panas dengan baik serta sebagai unsur yang sangat reaktif, walaupun logam alkali yang lain lebih reaktif lagi. Kereaktifan litium yang rendah dibandingkan logam alkali lain adalah karena jarak elektron valensi yang dekat dengan inti.^[1]
Logam litium cukup lunak untuk dipotong dengan pisau. Ketika dipotong, ia memiliki warna putih keperakan yang dengan cepat berubah menjadi abu-abu karena oksidasi.^[1] Sembari merupakan salah satu logam dengan titik lebur terendah di antara semua unsur logam (180 °C), ia memiliki titik lebur dan didih yang paling tinggi dari golongan logam alkali .
Litium adalah logam yang paling ringan di tabel periodik, begitu ringannya sehingga ia dapat mengambang dalam air atau bahkan minyak, di samping natrium dan kalium yang juga dapat mengambang di dalam air atau minyak. Ia mempunyai massa jenis yang sangat rendah, kira-kira 0.534 g/cm³, ia mengambang di air, tapi juga bereaksi dengannya.^[1]

Sejarah

Petalit (LiAlSi₄O₁₀) ditemukan pada tahun 1800 oleh kimiawan Brazil José Bonifácio de Andrada e Silva di dalam tambang di Pulau Utö, Swedia. Jöns Jakob Berzelius memberi nama litium pada awalnya yaitu "lithion/lithina", dari kata Bahasa Yunani λιθoς (ditransliterasi "lithos", yang berarti "batu"), untuk mencerminkan penemuan dalam mineral padat, sebagai perbandingan kalium, yang telah ditemukan di abu tanaman, dan natrium yang terdapat banyak dalam tubuh hewan. ia memberikan nama logam di dalam mineral tersebut "lithium". ^[1]

Produksi

Gambar satelit Salar del Hombre Muerto, Argentina (kiri), dan Uyuni, Bolivia (kanan), padang garam yang kaya litium. larutan garam yang kayak akan litium dikonsentrasi dengan memompanya ke tambak penguapan garam (tampak di gambar kiri).

Sejak akhir Perang Dunia II, produksi litium meningkat. Logam litium dipisahkan dari unsur lain dalam batuan mineral, misalnya petalit. Garam litium diekstraksi dari air mata air mineral, kolam penampungan air garam, deposit air garam. Logam diproduksi dengan mengelektrolisis leburan campuran litium klorida dan kalium klorida. Pada tahun 1998 harga logam litium adalah 95 US$ / kg (atau 43 US$/pound).^[2]
Ada harapan luas untuk menggunakan baterai litium pada kendaraan listrik, tapi satu studi menyimpulkan "lithium karbonat secara realistis produksinya akan memadai untuk hanya sebagian kecil saja dari masa depan PHEV dan kendaraan listrik dalam kebutuhan pasar yang global", bahwa "permintaan dari sektor elektronik portabel akan menyerap lebih banyak rencana penambahan produksi pada dekade ke depan", dan bahwa "produksi massal litium karbonat tidak ramah lingkungan, ini akan menyebabkan kerusakan ekologis pada ekosistem yang tidak dapat diperbaiki yang seharusnya dilindungi dan bahwa tenaga penggerak LiIon tidak kompatibel dengan gagasan 'Mobil Hijau'".

Keramik dan kacaLithium oksida fluks banyak digunakan untuk pengolahan silika, mengurangi titik leleh dan viskositas material dan menyebabkan glasir sifat fisik membaik termasuk koefisien rendah untuk ekspansi termal. [Rujukan?] Lithium oksida merupakan komponen ovenware. Di seluruh dunia, ini adalah penggunaan terbesar tunggal untuk senyawa lithium (lihat grafik). Lithium karbonat (Li2CO3) umumnya digunakan dalam aplikasi ini:. Pada pemanasan itu mengkonversi ke oksida [rujukan?]Listrik dan elektronikDalam tahun-tahun terakhir abad ke-20 lithium menjadi penting sebagai bahan anoda. [Rujukan?] Digunakan dalam baterai lithium-ion karena yang potensial elektrokimia yang tinggi, sel yang khas dapat menghasilkan sekitar 3 volt, dibandingkan dengan 2,1 volt untuk memimpin / asam atau 1,5 volt untuk sel seng-karbon. Karena massa atom rendah, juga memiliki muatan dan tinggi rasio power-to-weight. Baterai lithium sekali pakai (primer) baterai lithium dengan atau senyawanya sebagai anoda. [Rujukan?] Baterai Lithium tidak menjadi bingung dengan baterai lithium-ion, yang merupakan baterai isi ulang energi kepadatan tinggi. Baterai isi ulang lainnya termasuk polimer baterai lithium-ion, baterai lithium besi fosfat, dan baterai nanowire.Gemuk pelumasKetiga paling umum menggunakan lithium di gemuk. Litium hidroksida adalah basa kuat dan, ketika dipanaskan dengan lemak, menghasilkan sabun yang terbuat dari lithium stearat. Lithium sabun memiliki kemampuan untuk minyak menebal, dan digunakan untuk memproduksi semua tujuan, gemuk pelumas suhu tinggi [11] [78] [79].PaduanKetika digunakan sebagai fluks untuk pengelasan atau solder, logam lithium mempromosikan sekering logam selama proses dan menghilangkan pembentukan oksida dengan menyerap kotoran. Kualitas sekering yang juga penting sebagai fluks untuk memproduksi keramik, enamel dan kaca. Paduan dari logam dengan aluminium, kadmium, tembaga dan mangan digunakan untuk membuat bagian pesawat kinerja tinggi (lihat juga paduan Lithium-aluminium) [80] Senyawa Lithium juga digunakan sebagai pewarna piroteknik dan oksidasi dalam kembang api merah dan flare.. [ 11] [81]Kimia lainnya dan menggunakan industriMenggunakan Lithium di flare dan kembang api adalah karena api mawar merah. [82]Pemurnian udaraLithium klorida dan lithium bromida adalah higroskopis dan digunakan sebagai desiccants untuk aliran gas. [11] hidroksida Lithium dan lithium peroksida adalah garam yang paling banyak digunakan di daerah terbatas, seperti pesawat ruang angkasa dan kapal selam, untuk menghilangkan karbon dioksida dan pemurnian udara. Litium hidroksida menyerap karbon dioksida dari udara dengan membentuk lithium karbonat, dan lebih disukai hidroksida alkali lainnya untuk berat badan rendah.Lithium peroksida (Li2O2) di hadapan kelembaban tidak hanya menyerap karbon dioksida untuk membentuk lithium karbonat, tetapi juga melepaskan oksigen [83] [84] Sebagai contoh:.

    2 Li2O2 + 2 CO2 → 2 Li2CO3 + O2.Beberapa senyawa tersebut, serta klorat lithium, yang digunakan dalam lilin oksigen yang memasok kapal selam dengan oksigen.OptikFluoride Lithium, artifisial tumbuh sebagai kristal, jelas dan transparan dan sering digunakan di optik spesialis untuk IR, UV dan VUV (vakum UV) aplikasi. Memiliki salah satu indeks bias terendah dan jangkauan transmisi terjauh di UV mendalam bahan yang paling umum [85] halus dibagi lithium bubuk fluoride telah digunakan untuk dosimetri radiasi thermoluminescent (TLD):. Ketika sampel tersebut terkena radiasi , itu terakumulasi cacat kristal yang, ketika dipanaskan, menyelesaikan melalui rilis cahaya kebiruan yang intensitasnya sebanding dengan dosis yang diserap, sehingga memungkinkan ini yang akan diukur. [86] Lithium fluoride kadang-kadang digunakan dalam lensa fokus teleskop. [11] [87]Tingginya non-linearitas lithium niobate juga membuatnya berguna dalam non-linear aplikasi optik. Hal ini digunakan secara luas dalam produk telekomunikasi seperti ponsel dan modulator optik, untuk komponen seperti kristal resonan. Aplikasi Lithium digunakan di lebih dari 60% dari ponsel. [88]Senyawa litium secara organik dan kimia polimerSenyawa organolitium banyak digunakan dalam produksi halus-kimia polimer dan. Dalam industri polimer, yang merupakan konsumen dominan reagen ini, senyawa lithium alkil adalah katalis / inisiator. [89] dalam polimerisasi anionik olefin unfunctionalized [90] [91] [92] Untuk produksi bahan kimia, senyawa organolitium. berfungsi sebagai basa kuat dan sebagai reagen untuk pembentukan ikatan karbon-karbon. Senyawa organolitium dibuat dari logam lithium dan alkil halida. [93]Banyak senyawa lithium lain digunakan sebagai pereaksi untuk mempersiapkan senyawa organik. Beberapa senyawa populer meliputi lithium hidrida aluminium (LiAlH4), triethylborohydride lithium (LiBH (C2H5) 3).Militer aplikasiLogam lithium dan hidrida kompleks, seperti Li [AlH4], digunakan sebagai aditif berenergi tinggi untuk propelan roket [12].Peluncuran menggunakan lithium torpedo sebagai bahan bakarMark 50 Torpedo disimpan sistem propulsi energi kimia (SCEPS) menggunakan tangki kecil gas sulfur heksafluorida yang disemprotkan di atas blok lithium padat. Reaksi menghasilkan panas yang digunakan untuk menghasilkan uap. Uap mendorong torpedo dalam siklus Rankine tertutup. [94]NuklirLithium-6 dihargai sebagai sumber bahan untuk produksi tritium dan sebagai penyerap neutron dalam fusi nuklir. Lithium alami mengandung sekitar 7,5% lithium-6 yang jumlah besar lithium-6 telah diproduksi oleh pemisahan isotop untuk digunakan dalam senjata nuklir [95] Lithium-7 memperoleh bunga untuk digunakan dalam pendingin reaktor nuklir. [96].Lithium deuteride digunakan sebagai bahan bakar dalam perangkat nuklir Puri Bravo.Lithium deuteride adalah bahan bakar fusi pilihan dalam versi awal dari bom hidrogen. Ketika dibombardir oleh neutron, baik 6Li dan 7Li menghasilkan tritium - reaksi ini, yang tidak sepenuhnya dipahami ketika bom hidrogen pertama kali diuji, bertanggung jawab atas hasil pelarian dari tes nuklir Puri Bravo. Sekering tritium dengan deuterium dalam reaksi fusi yang relatif mudah untuk dicapai. Meskipun rincian tetap rahasia, lithium-6 deuteride masih tampak berperan dalam senjata nuklir modern, sebagai bahan fusi. [97]Fluoride Lithium, ketika sangat diperkaya dalam isotop lithium-7, membentuk konstituen dasar campuran garam fluorida LiF-BeF2 digunakan dalam reaktor nuklir fluoride cair. Fluoride lithium sangat kimiawi stabil dan campuran LiF-BeF2 memiliki titik leleh rendah. Selain itu, 7Li, Be, dan F adalah di antara beberapa nuklida dengan cukup rendah termal menangkap neutron lintas-bagian tidak meracuni reaksi fisi di dalam reaktor fisi nuklir. [Catatan 3] [98]Dalam dikonsep pembangkit listrik fusi nuklir, lithium akan digunakan untuk menghasilkan tritium di reaktor magnetis terbatas menggunakan deuterium dan tritium sebagai bahan bakar. Alami tritium sangat langka, dan harus sintetis diproduksi oleh sekitar plasma bereaksi dengan 'selimut' lithium mengandung mana neutron dari reaksi deuterium-tritium dalam plasma akan fisi lithium untuk memproduksi lebih banyak tritium:

    6Li + n → 4He + 3T.Lithium juga digunakan sebagai sumber untuk partikel alpha, atau inti helium. Ketika 7Li dibombardir oleh proton dipercepat 8BE terbentuk, yang mengalami fisi untuk membentuk dua partikel alpha. Prestasi ini, yang disebut "membelah atom" pada saat itu, adalah yang pertama sepenuhnya reaksi nuklir buatan manusia. Ini diproduksi oleh Cockroft dan Walton pada tahun 1932 [99] [100] (reaksi Nuklir dan transmutasi nuklir manusia diarahkan telah dicapai pada awal tahun 1917, tetapi dengan menggunakan pemboman radioaktif alami dengan partikel alpha)..ObatArtikel utama: Lithium (obat-obatan)Dalam pengobatan gangguan bipolar, senyawa lithium terus menjadi standar yang obat baru diukur. [Rujukan?] Garam Lithium juga dapat membantu untuk diagnosis terkait, seperti gangguan schizoaffective dan depresi berat siklik. Prinsip aktif dalam garam-garam ini adalah lithium ion Li +, meskipun mekanisme rinci diperdebatkan. [Rujukan?]KewaspadaanNFPA 704NFPA 704.svg032WTanda bahaya kebakaran berlian untuk logam lithiumLithium adalah korosif dan membutuhkan penanganan khusus untuk menghindari kontak kulit. Pernapasan lithium debu atau lithium senyawa (yang sering basa) pada awalnya mengiritasi hidung dan tenggorokan, sementara paparan yang lebih tinggi dapat menyebabkan penumpukan cairan di paru-paru, yang menyebabkan edema paru. Logam itu sendiri adalah bahaya penanganan karena hidroksida kaustik dihasilkan bila dalam kontak dengan uap air. Lithium tersimpan secara aman pada senyawa non-reaktif seperti nafta. [101]Ada saran dari peningkatan risiko anomali jantung Ebstein pada bayi yang lahir dari wanita yang menggunakan lithium selama trimester pertama kehamilan. [102]PeraturanBeberapa yurisdiksi membatasi penjualan baterai lithium, yang merupakan sumber yang paling tersedia lithium untuk konsumen biasa. Lithium dapat digunakan untuk mengurangi pseudoefedrin dan efedrin untuk metamfetamin dalam metode reduksi Birch, yang mempekerjakan solusi dari logam alkali dilarutkan dalam amonia anhidrat. [103] [104] Carriage dan pengiriman beberapa jenis baterai lithium mungkin dilarang kapal jenis tertentu transportasi (terutama pesawat udara) karena kemampuan sebagian besar jenis baterai lithium untuk sepenuhnya debit sangat cepat ketika hubung pendek, menyebabkan ledakan overheating dan kemungkinan dalam proses yang disebut pelarian termal. Kebanyakan baterai lithium konsumen memiliki perlindungan thermal overload built-in untuk mencegah insiden jenis ini, atau desain mereka inheren membatasi arus sirkuit pendek. Celana pendek internal telah dikenal untuk berkembang karena cacat produksi atau kerusakan baterai yang dapat menyebabkan spontan pelarian termal.