En su forma pura, es un metal
blando, de color blanco plata, que se oxida rápidamente en aire o agua.
Es el elemento sólido más ligero y se emplea especialmente en
aleaciones conductoras del calor, en baterías eléctricas y, sus sales, en el
tratamiento de ciertos tipos de depresión.
Es el metal más ligero, su densidad es la mitad de la del
agua. Al igual que los demás metales alcalinos es univalente y muy reactivo,
aunque menos que el sodio, por lo que no se encuentra libre en la naturaleza.
Acercado a una llama la torna carmesí pero, si la combustión es violenta, la
llama adquiere un color blanco brillante.
El litio encabeza la familia de los metales alcalinos en la
tabla periódica. En la naturaleza se encuentra como una mezcla de los isótopos
Li6 y Li7. Es el metal sólido más ligero, es blando, de bajo punto de fusión y reactivo.
Muchas propiedades físicas y químicas son tan o más parecidas a las de los
metales alcalinotérreos que a las de su grupo.
El principal uso industrial del litio es en forma de
estearato de litio como espesante para grasas lubricantes. Otras aplicaciones
importantes de compuestos de litio son en cerámica, de modo específico en la
formulación de esmaltes para porcelana; como aditivo para alargar la vida y el
rendimiento en acumuladores alcalinos y en soldadura autógena y soldadura para
latón. El litio es un elemento moderadamente abundante y está presente en la
corteza terrestre en 65 partes por millón(ppm).
Esto lo coloca por debajo del níquel, cobre y tungsteno y por
encima del cerio y estaño, en lo referente a abundancia.
Entre las propiedades físicas más notables del litio están el
alto calor específico (capacidad calorifica), el gran intervalo de temperatura
de la fase líquida, alta conductividad térmica, baja viscosidad y muy baja
densidad. El litio metálico es soluble en aminas alifáticas de cadena corta,
como la etilamina. Es insoluble en los hidrocarburos.
El litio experimenta un gran número de reacciones, tanto con
reactivos orgánicos como inorgánicos. Reacciona con el oxígeno para formar el
monóxido y el peróxido. Es el único metal alcalino que reacciona con el
nitrógeno a temperatura ambiente para producir un nitruro, el cual es de color
negro. Reacciona fácilmente con el hidrógeno a casi 500ºC (930ºF) para formar
hidruro de litio. La reacción del litio metálico con agua es un extrmo
vigorosa. El litio reacciona en forma directa con el carbono para producir el
carburo. Se combina fácilmente con los halógenos y forma halogenuros con
emisión de luz.
Aunque no reacciona
con hidrocarburos parafínicos, experimenta reacciones de adición con alquenos
sustituidos por grupos arilo y dienos. También reacciona con compuestos
acetilénicos, formando acetiluros de litio, los cuales son importantes en la
síntesis de la vitamina A.
El compuesto principal del litio es el hidróxido de litio. Es
un polvo blanco; el material comercial es hidróxido de litio monohidratado. El
carbonato tiene aplicación en la industria de cerámica y en la medicina como un
antidepresivo. Tanto el bromuro como el cloruro de litio forman salmueras
concentradas que tienen la propiedad de absorber humedad en un intervalo amplio
de temperaturas; estas salmueras se emplean en los sistemas comerciales de aire
acondicionado.
SUBTEMAS: Litio - Li Propiedades químicas del Litio - Efectos del Litio sobre la salud - Efectos ambientales del Litio
SUBTEMAS: Litio - Li Propiedades químicas del Litio - Efectos del Litio sobre la salud - Efectos ambientales del Litio
Efectos del Litio
sobre la salud
Efectos de la exposición al litio:
Fuego: Inflamable. Muchas reacciones pueden causar fuego o
explosión. Libera vapores (o gases) irritantes y tóxicos en un incendio.
Explosión: Riesgo de incendio y explosión en contacto con sustancias
combustibles y agua.
Inhalación: Sensación de quemadura. Tos. Respiración
trabajosa. Falta de aire. Dolor de garganta. Los síntomas pueden ser retrasados.
Piel: Enrojecimiento. Quemaduras cutáneas. Dolor. Ampollas. Ojos:
Enrojecimiento. Dolor. Quemaduras severas y profundas. Ingestión: Calambres
abdominales. Dolor abdominal. Sensación de quemadura. Náuseas. Shock o colapso.
Vómitos. Debilidad. Vías de exposición: La sustancia puede ser absorbida por el cuerpo por inhalación de su
aerosol y por ingestión.
Riesgo de inhalación: La evaporación a 20°C es
insignificante; sin embargo cuando se dispersa se puede alcanzar rápidamente
una concentración peligrosa de partículas suspendidas en el aire.
Efectos de la
exposición a corto plazo:
La sustancia es corrosiva para los ojos, la piel y el tracto
respiratorio. Corrosivo si es ingerido. La inhalación de la sustancia puede
causar edema pulmonar. Normalmente los síntomas del edema pulmonar no se
manifiestan hasta después de unas horas y son agravados por el esfuerzo físico.
El reposo y la observación médica son por lo tanto esenciales. Debe ser
considerada la administración inmediata de un spray apropiado, por un médico o
una persona autorizada por él.
Riesgos químicos: Su calentamiento puede provocar combustión
violenta o explosión. La sustancia puede arder espontáneamente en contacto con
el aire cuando se dispersa en finas partículas. Cuando se calienta se forman
vapores tóxicos. Reacciona violentamente con oxidantes fuertes, ácidos y muchos
compuestos (hidrocarburos, halógenos, halones, cemento, arena y asbestos)
provocando peligro de incendio y explosión. Reacciona violentamente con el
agua, formando gas hidrógeno altamente inflamable y vapores corrosivos de
hidróxido de litio.
Efectos ambientales del
Litio
El litio metálico reacciona con el nitrógeno, el oxígeno, y
el vapor de agua en el aire. Consecuentemente, la superficie del litio se
recubre de una mezcla de hidróxido de litio (LiOH), carbonato de litio
(Li2CO3), y nitrato de litio (Li3N). El hidróxido de litio representa un
peligro potencialmente significativo porque es extremadamente corrosivo. Se
debe prestar especial atención a los organismos acuáticos.
Litio (Li) y agua
Litio y agua: mecanismos de reacción, impacto ambiental y
efectos en la salud
El agua de mar contiene aproximadamente 0.17 ppm de litio.
Los ríos generalmente contienen 3 ppb, mientras que el agua mineral contiene
0.05-1 mg de litio por litro. Cantidades superiores de litio se encontraron en
aguas de Karlsbad, Marienbad y Vichy. En solución se encuentra como Li+ (aq).
¿Cómo reacciona el
litio con el agua?
El litio reacciona fuertemente con el agua formando hidróxido
de litio e hidrógeno altamente inflamable. Esta solución incolora es muy
básica. Esta reacción exotérmica dura más que la reacción del sodio con el
agua, elemento que se sitúa debajo del litio en la tabla periódica.
2 Li(s) + 2 H2O -> 2
LiOH (aq) + H2(g)
A 750 ºC el litio reacciona con el hidrógeno para dar lugar
al hidruro de litio (LiH). El polvo blanco que se forma libera gas hidrógeno
tras una posterior reacción con el agua, en cantidades de 2800 litros por
kilogramo de hidruro. De esta forma, el litio puede aplicarse como un modo de
almacenamiento de hidrógeno.
Solubilidad del litio y
de sus compuestos.
El litio elemental no es muy soluble en agua, pero reacciona
con ésta.
Los compuestos del litio como el cloruro de litio, carbonato
de litio, fosfato de litio, fluoruro de litio e hidróxido de litio son más o
menos solubles en agua. El hidróxido de litio por ejemplo, tiene una
solubilidad de 129 g/L.
¿Por qué el litio está presente
en el agua?
El litio está presente en muchos minerales, principalmente en
la ambligonita, pelatita, lepidolite y spodumene. El spodumene o silicato de
silicio (LiAlSi2O6) se utiliza con fines comerciales.
El litio es el más ligero de los elementos y por lo tanto
puede aplicarse para muchos fines. Se aplica para hacer aleaciones de aluminio
, magnesio y plomo ligeras y estables. Una de las principales aplicaciones del
litio es su utilización en baterías y acumuladores (para vehículos de transporte
industrial).
El carbonato de litio se aplica en industrias del vidrio y
como un aditivo para esmaltes, para disminuir la viscosidad de los compuestos
con el objetivo de facilitar su utilización para fines determinados. Otros
compuestos del litio se aplican para aumentar la viscosidad de aceites y
grasas.
El cloruro de litio es un sólido con gran capacidad de
retención de agua. Por lo tanto se utiliza en aplicaciones de aire
acondicionado y para secar gases industriales. También puede aplicarse como
anticongelante. Otros compuestos se utilizan como catalizadores y como
combustible para cohetes.
Algunos compuestos de litio pueden aplicarse como
lubricantes, ya que pueden aplicarse bajo altas y bajas temperaturas. El litio
puede aplicarse como trazador en flujos de agua. El litio se utiliza como
componente de medicamentos para el tratamiento del síndrome bipolar. El
hidróxido de litio (LiOH) se aplica como un agente limpiador de gases, ya que
se une al dióxido de carbono. Finalmente el litio se usa para producir tritio
(3H), en armamento nuclear.
¿Cuáles son los efectos
medioambientales del litio en el agua?
Supone un riesgo del nivel 1, débilmente dañino en agua. El
litio no supone una gran amenaza para la fauna y la flora, ni en el continente
ni en los medios acuáticos. Las plantas lo absorben fácilmente, por lo que las
plantas son un indicador de las concentraciones de litio en el suelo. El litio
no es un mineral de alimentación para las plantas, pero estimula el crecimiento
de las mismas, sin embargo un exceso de litio puede ser tóxico. Para prevenir
la toxicidad, se añade calcio al suelo para prevenir la absorción de minerales
más ligeros. La cantidad de litio en las plantas es normalmente de entre 0.2 y
30 ppm.
El peso del ganado caprino que ingiere inferiores cantidades
de litio resulta aumentar menos rápidamente. Este hecho indica el valor
nutricional del litio.
El litio existe en
forma de dos isótopos estables y tres inestables.
¿Cuáles son los efectos
del litio en la salud y sus efectos en el agua?
La cantidad de litio en el cuerpo humano es aproximadamente
de 7 mg. El litio no presenta uso biológico conocido, y no es absorbido
fácilmente por el cuerpo humano. La mayor parte del litio se excreta directamente.
Aunque el litio no es un elemento esencial, influye en el
metabolismo. Tras el consumo oral el litio puede ser medianamente tóxico. La
tolerancia física difiere de un organismo a otro. En los años 40, algunos
pacientes que utilizaron cloruro de litio como sustituto de la sal, murieron.
El carbonato de litio se aplica en psiquiatría en dosis
bastante próximas al máximo nivel de ingestión. Con concentraciones de 10 mg/L
en sangre, se presenta un envenenamiento parcial, con 15 mg/L aparecen síntomas
como confusiones y debilitación de la capacidad de expresión, y a 20 mg/L
aparece riesgo de muerte.
El contacto con el litio, como con otros metales alcalinos,
da lugar a la formación de ampollas.
El litio, medio siglo
de aplicación clínica
Petalita, mineral de donde se extrajo por primera vez litio.
Hace aproximadamente 190 años fue descubierto uno de los
elementos químicos que más beneficios ha aportado al tratamiento de los
trastornos psiquiátricos, el litio. De hecho, aún hoy es el fármaco estrella
para paliar los síntomas del trastorno bipolar.
En 1817 Johan August Arfwedson, un estudiante sueco de
química, descubrió la existencia del litio. Lo extrajo de un mineral, la
petalita, y lo bautizó con el nombre de litio en honor a la piedras -'lithos'
en griego- que es al fin y al cabo donde encontró este metal alcalino. Pasaron
37 años hasta que los científicos consiguieron, mediante electrolisis, litio
puro. "Era blanco plateado, lo suficientemente blando como para cortarlo
con un cuchillo".
"Hoy sabemos que el litio es muy ubicuo ya que se
encuentra presente en muchos minerales, agua marina, manantiales y en los
tejidos de plantas y animales", asegura. Algunos escritos indican que ya
en el siglo V el médico romano Caelius Aurelianus recomendaba beber aguas
alcalinas (probablemente ricas en litio) a las personas que padecieran
trastornos de la mente.
En el siglo XIX se utilizaba para tratar la gota, pero pronto
se desestimó porque las dosis de litio que había que aplicar para para
conseguir algún efecto beneficioso eran tan elevadas que eran muy tóxicas.
Ya entrado el siglo XX, en la década de los 40, comenzó a
utilizarse para tratar a enfermos con problemas cardiacos y con hipertensión.
Pero no funcionó como
esperaban: Se retiró rápidamente del mercado cuando se comprobó que producía
graves envenenamientos.
En 1949, el psiquiatra australiano John Frederick Joseph
Cade, propuso por primera vez el carbonato de litio para tratar la manía. Había
observado que tenía propiedades sedantes, ya que después de inyectarlo en
cobayas, quedaban en un estado letárgico durante horas".
El psiquiatra le
administra sales de litio a un paciente que padece manía crónica y la mejoría
fue tal que cuatro meses después fue dado de alta. Animado por estos
resultados, se aplicó el fármaco hasta a 10 pacientes más y observó mejoría en
casi todos. Sin embargo, la comunidad médica no mostraba el mismo entusiasmo
ante los resultados porque no se trataba de estudios controlados.
Informes de
intoxicaciones
A partir de ese momento se llevaron a cabo ensayos clínicos.
La mayoría de ellos demostraron los efectos beneficiosos de las sales de litio
en 60-80% de los pacientes maniacos. Sin embargo, hasta 1970 la Agencia
Estadounidense del Medicamento (FDA) no aprobó su uso. "Esta demora se
debió en parte a las dudas de los médicos sobre la seguridad del
tratamiento", señala el médico. "Aparecieron informes de
intoxicaciones graves producidas por el cloruro de litio tras su utilización
como sustituto del cloruro sódico (sal de mesa) en cardiópatas".
En la actualidad, el litio es la sustancia más utilizada en
el tratamiento farmacológico del trastorno bipolar. Su administración con fines
terapéuticos se realiza, vía oral, en forma de carbonato de litio. Estabiliza
el estado de ánimo de los pacientes en fase maniaca y disminuye el riesgo de suicidio
en las fases depresivas.
En los últimos años se administra con más éxito combinado con
valproato a dosis bajas porque se observó que los enfermos abandonan menos el
tratamiento farmacológico, lo que se atribuyó a la disminución de los efectos
secundarios y a posibles efectos sinérgicos de ambas sustancias. Los efectos
adversos son variados. "Incluso a dosis terapéuticas no es infrecuente la
aparición de náuseas, diarrea, dolores abdominales, fatiga, poliuria,
somnolencia, temblores y aumento de peso, entre otros".
No obstante, una de las ventajas del litio aparte de sus
beneficios terapéuticos es que "no se metaboliza y tampoco se une a
proteínas en tejidos ni de la sangre". De esta forma, para "controlar
los valores del agente activo sólo hay que determinar su concentración en
sangre", indica Mármol en su trabajo.
Aún no se conoce el secreto de su éxito. Son muchos los
estudios realizados para conocer el mecanismo de acción del litio y hay varias
teorías al respecto, pero ninguna definitiva.
Petalita, mineral de donde se extrajo por primera vez
litio Hace aproximadamente 190 años fue
descubierto uno de los elementos químicos que más beneficios ha aportado al
tratamiento de los trastornos psiquiátricos, el litio. De hecho, aún hoy es el
fármaco estrella para paliar los síntomas del trastorno bipolar.
En 1817 Johan August Arfwedson, un estudiante sueco de
química, descubrió la existencia del litio. Lo extrajo de un mineral, la
petalita, y lo bautizó con el nombre de litio en honor a la piedras -'lithos'
en griego- que es al fin y al cabo donde encontró este metal alcalino. Pasaron
37 años hasta que los científicos consiguieron, mediante electrolisis, litio
puro. "Era blanco plateado, lo suficientemente blando como para cortarlo
con un cuchillo", explica en el texto.
"Hoy sabemos que el litio es muy ubicuo ya que se
encuentra presente en muchos minerales, agua marina, manantiales y en los
tejidos de plantas y animales", asegura. Algunos escritos indican que ya
en el siglo V el médico romano Caelius Aurelianus recomendaba beber aguas
alcalinas (probablemente ricas en litio) a las personas que padecieran
trastornos de la mente.
En el siglo XIX se utilizaba para tratar la gota, pero pronto
se desestimó porque las dosis de litio que había que aplicar para para
conseguir algún efecto beneficioso eran tan elevadas que eran muy tóxicas.
Ya entrado el siglo XX, en la década de los 40, comenzó a
utilizarse para tratar a enfermos con problemas cardiacos y con hipertensión.
Pero no funcionó como esperaban: "Se retiró rápidamente del mercado cuando
se comprobó que producía graves envenenamientos", relata Mármol en su
texto.
En 1949, el psiquiatra australiano John Frederick Joseph
Cade, propuso por primera vez el carbonato de litio para tratar la manía. Había
observado que "tenía propiedades sedantes, ya que después de inyectarlo en
cobayas, quedaban en un estado letárgico durante horas".
Sin embargo, la comunidad médica no mostraba el mismo
entusiasmo ante los resultados porque no se trataba de estudios controlados.
Informes de intoxicaciones
A partir de ese momento se llevaron a cabo ensayos clínicos.
La mayoría de ellos demostraron los efectos beneficiosos de las sales de litio
en 60-80% de los pacientes maniacos. Sin embargo, hasta 1970 la Agencia
Estadounidense del Medicamento (FDA) no aprobó su uso. "Esta demora se
debió en parte a las dudas de los médicos sobre la seguridad del
tratamiento", "Aparecieron
informes de intoxicaciones graves producidas por el cloruro de litio tras su
utilización como sustituto del cloruro sódico (sal de mesa) en
cardiópatas".
En la actualidad, el litio es la sustancia más utilizada en
el tratamiento farmacológico del trastorno bipolar. Su administración con fines
terapéuticos se realiza, vía oral, en forma de carbonato de litio. Estabiliza
el estado de ánimo de los pacientes en fase maniaca y disminuye el riesgo de
suicidio en las fases depresivas.
En los últimos años se administra con más éxito combinado con
valproato a dosis bajas porque se observó que los enfermos abandonan menos el
tratamiento farmacológico, "lo que se atribuyó a la disminución de los
efectos secundarios y a posibles efectos sinérgicos de ambas sustancias",
explica el doctor. Los efectos adversos son variados. "Incluso a dosis
terapéuticas no es infrecuente la aparición de náuseas, diarrea, dolores
abdominales, fatiga, poliuria, somnolencia, temblores y aumento de peso, entre
otros".
No obstante, una de las ventajas del litio aparte de sus
beneficios terapéuticos es que no se metaboliza y tampoco se une a proteínas en
tejidos ni de la sangre". De esta forma, para "controlar los valores
del agente activo sólo hay que determinar su concentración en sangre.
Aún no se conoce el secreto de su éxito. Son muchos los
estudios realizados para conocer el mecanismo de acción del litio y hay varias
teorías al respecto, pero ninguna definitiva.
EN RESUMEN LAS Aplicaciones son:
Por su elevado calor específico, el litio se emplea en
aplicaciones de transferencia de calor, y por su elevado potencial
electroquímico constituye un ánodo adecuado para las baterías eléctricas.
También se le dan los siguientes usos:
El cloruro de litio y el bromuro de litio tienen una elevada
higroscopicidad por lo que son excelentes secantes. El segundo se emplea en
bombas de calor de absorción, entre otros compuestos como el nitrato de litio.
Las sales de litio, particularmente el carbonato de litio
(Li2CO3) y el citrato de litio, se emplean en el tratamiento de la manía y la
depresión bipolar, así como en otras psicopatologías. Es un estabilizador del
estado de ánimo. Es el único fármaco antimaníaco
Sus mecanismos de acción son varios:
1. Bloquea la liberación de dopamina -bloquea la
hipersensibilidad de los receptores dopaminérgicos-
2. Bloquea resultados en la neurona posináptica -bloquea la
reutilización de grupos fosfatos del trifosfato inositol que activa la
liberación de calcio-
3. Reemplaza el sodio en el canal sináptico por ser más
pequeño y el potencial de acción se hace más lento, haciendo que el paciente se
calme. El litio no es sustrato para la bomba sustrato sodio potasio ATPasa que
impide el paso de los iones de sodio, reemplazando la concentración del sodio,
lo cual en altas concentraciones puede resultar tóxico.
El estearato de litio es un lubricante de propósito general
en aplicaciones a alta temperatura.
El litio es un agente altamente empleando en la síntesis de
compuestos orgánicos, usado para la coordinación de ligandos a través del
intermedio litiado.
El hidróxido de litio se usa en las naves espaciales y
submarinos para depurar el aire extrayendo el dióxido de carbono.
Es componente común de las aleaciones de aluminio, cadmio,
cobre y manganeso empleadas en la construcción aeronáutica, y se ha empleado
con éxito en la fabricación de cerámicas y lentes, como la del telescopio de
5,08 m de diámetro (200 pulgadas) de Monte Palomar.
También tiene
aplicaciones nucleares.
En "Energía Alterna" entrevistamos al ingeniero
Luis Gallardo, presidente de la Asociación Gremial de Industriales Mineros,
ASOGEMIN, y Guillermo Catalán, secretario general de la Cámara de la minería
del Litio, y de la Federación Nacional Minera.
Junto a ellos, conversamos sobre este elemento, su
explotación en Chile, los problemas del mercado de este elemento en nuestro
país, y fundamentalmente, de las potencialidades de este producto para la
economía nacional.
También analizamos el potencial de las "Tierras
Raras" o Lantánidos, que constituyen la base del desarrollo tecnológico
del Siglo XXI, y que igualmente se encuentran presentes junto a los yacimientos
de Litio.
Una entrevista que presenta antecedentes inéditos, que
permiten comprender los grandes intereses nacionales y extranjeros que hasta
ahora han impedido que este producto sea explotado y desarrollado por la
pequeña y mediana industria minera nacional.
M
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