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¿Para qué sirve el litio?

¿Para qué sirve el litio?

El litio es un elemento químico de símbolo Li que pertenece al grupo IA de la tabla periódica. A este grupo pertenecen los metales alcalinos, que se distinguen por tener un solo electrón en la última capa de sus átomos. Cuando entran en contacto con el agua, se convierten en hidróxidos.

El litio metálico, el elemento más ligero conocido, es un sólido blando de color blanco plateado y con una densidad muy baja. Sus características más importantes son las siguientes

  • 3 es el número atómico.
  • 6,941 g/mol peso atómico
  • 0,531 g/mL densidad
  • 186°C punto de fusión
  • 1136°C es el punto de ebullición.

El litio es un elemento químico que tiene usos en la electrónica, la industria y los productos farmacéuticos. Puede estar presente en minerales como la petalita o la castorita LiAlSi4O10, el espodumeno LiAlSi2O6 y la ambligonita LiAlPO4F en su estado natural.

El litio se utiliza en las siguientes aplicaciones:

  • Procedimientos de fabricación de vidrio
  • Métodos de producción de cerámica
  • Procedimientos de producción de esmalte
  • Producción de catalizadores
  • Soldadura, como fundente y aditivo
  • Como aditivo, se utiliza el cemento de fraguado rápido.
  • Producción de baterías de litio
  • Terapia de la enfermedad maníaco-depresiva (MDD)

Baterías de litio

Stanley Whittingham es el responsable de la invención de las baterías de litio. La idea de utilizar sulfuro de titanio y litio metálico como electrodos en una pila o batería electroquímica fue de un químico inglés. Como el sulfuro de titanio era muy caro en aquella época y, cuando el litio hacía su trabajo, se liberaba sulfuro de hidrógeno, un gas maloliente, esta pila no llegó a producirse.

Otro inconveniente era que cuando se utilizaba el litio metálico y entraba en contacto con el aire o la humedad, reaccionaba instantáneamente y se quemaba. Como solución, se propusieron compuestos de litio. Tras numerosas propuestas, se eligió el óxido de cobalto y litio LiCoO2 como electrodo positivo (ánodo) y se utilizó un electrodo negativo (cátodo) de metal de litio.

Las baterías de litio se han comercializado gracias a la durabilidad del óxido de litio y cobalto LiCoO2. Así, los iones de litio pueden liberarse sin problemas durante la fase electroquímica. Un grupo de estudio dirigido por Ned A. Goodshall en la Universidad de Stanford consiguió esta hazaña a finales de los años 70.

A continuación, este mismo grupo investigó las aplicaciones de otros óxidos de litio y metales de transición, como LiMn2O4, Li2MnO3, LiMnO2, LiFeO2, LiFe5O8 y LiFe5O4, y consiguió patentar celdas o baterías electroquímicas que siguen utilizándose en la actualidad.

¿Cuál es el proceso de obtención del litio para uso industrial?

Dependiendo de la materia prima, el litio puede obtenerse en forma de compuesto químico. Existen dos métodos:

  • El carbonato de litio Li2CO3 puede obtenerse a partir del espodumeno.
  • El cloruro de litio (LiCl) se obtiene a partir de la salmuera.

Para obtener carbonato de litio Li2CO3 a partir de espodumeno se necesita un proceso del siguiente orden:

  • La roca se saca.
  • La roca se tritura.
  • La roca se muele.
  • A continuación, se calcina el polvo.
  • Se utiliza ácido sulfúrico H2SO4 para lixiviar el calcinado.
  • La solución resultante se filtra. Se obtiene la salmuera de sulfato de litio, Li2SO4.
  • A la salmuera de Li2SO4 se le añade hidróxido de calcio Ca(OH)2 y carbonato de sodio Na2CO3.
  • La filtración separa el carbonato de calcio (CaCO3) de otros productos o impurezas de la mezcla.
  • Se separan otras especies por intercambio iónico.
  • Es posible producir carbonato de litio con una pureza de al menos el 99%, o grado técnico.
  • El carbonato de litio de grado de batería puede obtenerse tras una purificación adicional.

La obtención de cloruro de litio LiCl a partir de la salmuera consta de los siguientes pasos:

  • Se extrae la salmuera.
  • Se deja que se evapore.
  • Se filtra la salmuera más concentrada.
  • Se extraen las impurezas que quedan.
  • Se concentra el cloruro de litio LiCl
  • Cuando el litio se electroliza, se obtiene litio metálico.

Argentina, Australia, Brasil, Chile, China, Portugal y Zimbabue son los mayores productores de litio del mundo.

Litio para tratar los trastornos bipolares y depresivos

El litio se aplica en medicamentos especializados para tratar el trastorno maníaco-depresivo y bipolar, que afecta a un número importante de adultos en la actualidad. El litio es el ingrediente activo de los medicamentos conocidos como reguladores o estabilizadores del estado de ánimo, y tiene un efecto antisuicida tan fuerte.

Las turbulencias emocionales son populares en las personas con afecciones mentales como el trastorno maníaco-depresivo. Estas señales emocionales se han considerado como una alteración anormal o patológica del estado de ánimo y los medicamentos que las tratan se denominan “estabilizadores del estado de ánimo”.

La prescripción de estos medicamentos se ha justificado, según lo anterior. La mayoría de las investigaciones sobre los estabilizadores del estado de ánimo se centran en si alivian los síntomas maníacos y evitan las recaídas en pacientes con trastorno maníaco-depresivo clásico, también conocido como bipolar de tipo I.

Se ha demostrado que el litio inhibe los cambios agresivos del estado de ánimo, pero no tiene ningún efecto sobre las variaciones naturales que se producen en las personas sanas. Por otro lado, el litio es un metal alcalino que, incluso en pequeñas concentraciones, es extremadamente tóxico para el sistema nervioso, el intestino y los riñones.

Los efectos beneficiosos del litio se producen al mismo tiempo que los síntomas de toxicidad. El litio impide la conducción nerviosa hasta que se producen los síntomas de toxicidad completa, lo que provoca sedación y pérdida de la función mental.

Efectos secundarios del litio

Los medicamentos reguladores del estado de ánimo a base de litio sólo pueden utilizarse si el médico encargado del caso lo recomienda. Los síntomas que pueden aparecer en un consumo acompañado de instrucciones médicas son

  • Se dificulta la capacidad de aprender nueva información.
  • Aumento de la latencia del tiempo de reacción (disminución de los reflejos).
  • Deterioro de la memoria.
  • Pérdida de entusiasmo.
  • Disminución de la actividad espontánea.

La toxicidad puede producirse como resultado del consumo inadecuado de litio, con los siguientes síntomas:

  • Temblores
  • Pereza
  • Diarrea
  • Vómitos
  • Incontinencia
  • Embriaguez
  • Desconcierto
  • Espasmos musculares
  • Ataxia
  • Disartria
  • Convulsiones
  • Coma
  • Muerte

Las dosis necesarias para conseguir un efecto sedante útil no son seguras, ya que son similares a las que provocan una toxicidad peligrosa debido a la toxicidad del litio.

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