Lithium

Isotop	NH	t_1/2	ZM	ZE M eV	ZP	-	⁵Li	{syn.}	3,047 · 10^-22 s	p	1,970	⁴He	-	⁶Li	7,5 %	Li ist stabil mit 3 Neutronen				-	⁷Li	92,5 %	Li ist stabil mit 4 Neutronen				-	⁸Li	{syn.}	838 ms	β^-	16,004	⁸Be	-	β^- + 2 α		-	-	⁹Li	{syn.}	178,3 ms	β^-+ n	11,941	⁸Be	-	β^-	13,606	⁹Be

- NMR-Eigenschaften

	⁶Li	⁷Li	-	Kernspin	1	3/2	-	gamma / rad/T	3,936 · 10⁷	1,04 · 10⁸	-	Empfindlichkeit	0,0085	0,29	-	Larmorfrequenz bei B = 4,7 T	29,4 M Hz	77,7 M Hz

- Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet.
Wenn nicht anders vermerkt,
gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Lithium ^* ist ein Chemisches Element und wird zu den Leichtmetallen gerechnet.

Es wurde 1817 von Johan August Arfwedson entdeckt. Der Name stammt vom altgriechischen Wort λιθος, lithos, „Stein“, da Lithium zuerst im Gestein nachgewiesen wurde. Lithium ist das leichteste aller Metalle. Es ist sehr reaktionsfreudig und deshalb in freier Form in der Natur nicht anzutreffen. An völlig trockener Luft ist es bei Raumtemperatur stabil. An feuchter Luft bildet sich an der Oberfläche schnell eine mattgraue Schicht aus Lithiumhydroxid. Als Spurenelement ist es ein häufiger Bestandteil von Mineralwasser. Lithium_paraffin.jpg

Vorkommen

Lithium findet man in zahlreichen, natürlich vorkommenden Mineralen: Amblygonit (LiAl(PO₄)F), Kryolithionit (Li₃Na₃ Lepidolith (Lithionglimmer), ein Kalium-, OH-, Fluorid- haltiges Lithium-Aluminium-Silikat, Petalit (Kastor; LiAlSpodumen (Triphan; Li^*)," target="_blank" >Triphylin (Li(Fe^II,Mn^II)Zinnwaldit (KLiFeAl(F,OH)₂[AlSi₃O₁₀" target="_blank" >^*).

Technisch ausbeutbare Vorkommen befinden sich in Chile (Salar de Atacama), den USA (North Carolina und Nevada), Kanada, Australien und Simbabwe. In den Handel kommt es überwiegend als Lithiumcarbonat (Li₂CO₃)

Gewinnung und Darstellung

Die Herstellung von metallischem Lithium erfolgt durch Schmelzflusselektrolyse eines bei 352 °C schmelzenden Gemisches aus 52 Gewichtsprozent Lithiumchlorid und 48 Gewichtsprozent Kaliumchlorid. Das flüssige Lithium sammelt sich an der Elektrolytoberfläche und kann so relativ einfach aus der Elektrolysezelle ausgeschleust werden.

Es ist ebenfalls möglich, Lithium per Elektrolyse von Lithiumchlorid in Pyridin zu gewinnen. Diese Gewinnungsmöglichkeit ist besonders gut geeignet für kleine Labore.

Verwendung

Es wird in qualitativ hochwertigen Batterien und Akkumulatoren verwendet.

In der Medizin wird Lithium, vor allem in Form von Lithiumsalzen, wie z.B. Lithiumcarbonat, bei bipolaren Affektstörungen, Manie und Depression eingesetzt. Der Artikel Lithiumtherapie behandelt dieses Einsatzgebiet.

Weiterhin dient es als Einsatzstoff zur Herstellung von Lithiumhydrid und Lithiumamid, zur Herstellung von Organolithiumverbindungen, als Reduktionsmittel in der organischen Chemie und zur Raffination von Metallen (Desoxidation, Entschwefelung).

Wegen der im Vergleich zu Wasserstoff besseren Lagerfähigkeit von Lithium wird das Isotop ⁶Li als Ausgangsreagens in der Kernreaktion von Wasserstoffbomben zusammen mit Deuterium als festes Lithiumdeuterid (LiD) oder mit Deuterium und Tritium als Li₂DT eingesetzt. Aus ⁶Li entsteht dabei durch Neutronenbeschuss in einer exothermen Reaktion Tritium und Helium:

\mathrm{\,^6Li + n \rightarrow \,^4He + \,^3T + 4,78\,MeV}

Daran schließt sich die Kernfusion von Deuterium und Tritium an. Durch die Reaktion von ⁶Li zu Tritium soll auch das Tritium für zukünftige Kernfusionsreaktoren erzeugt werden (siehe Blanket). Die Neutronen sollen dabei aus der im Reaktor ablaufenden Kernfusion stammen.

In der Atomphysik wird Lithium gerne verwendet, da es als einziges Alkalimetall ein stabiles fermionisches Isotop besitzt, weshalb es sich zur Erforschung der Effekte in ultrakalten fermionischen Quantengasen eignet, wie der BCS-Theorie. Gleichzeitig weist es eine sehr breite Feshbach-Resonanz auf, die es ermöglicht, die Streulänge zwischen den Atomen nach Belieben einzustellen, wobei die Magnetfelder aufgrund der Breite der Resonanz nicht besonders präzise gehalten werden müssen.

Eine neue technische Anwendung ergibt sich im Flugzeugbau, nachdem Airbus angekündigt hat, die Rümpfe einer neuen Generation von Flugzeugen (A350) künftig aus Aluminium-Lithium-Legierungen herzustellen. Der Grund dafür dürfte sein, dass Lithium nur eine Dichte von ca. 0,5 g/cm³ hat, was ca. 1/4 der Dichte von Aluminium und Magnesium entspricht.

Lithiumsalze färben Flammen intensiv karminrot und werden daher in der Pyrotechnik zur Herstellung von Feuerwerkskörpern verwendet.

Lithiumverbindungen

Literatur

Jürgen Deberitz, Gernot Boche: Lithium und seine Verbindungen - Industrielle, medizinische und wissenschaftliche Bedeutung. Chemie in unserer Zeit 37(4), S. 258–266 (2003),

Siehe auch

Weblinks

Los Alamos National Laboratory – Lithium (engl.)
WebElements.com – Lithium (engl.)
EnvironmentalChemistry.com – Lithium (engl.)
Amblygonit (Lithiumerz)
www.seilnacht.com

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