Lityum (Li), periyodik tabloda 2. periyot 1A(alkali metaller) grubunda yer alan, 3 atom numarasına sahip, yoğunluğu en düşük olan metal elementtir. Yer kabuğunun %0,002’sini oluşturur. Doğada genellikle saf halde değil başka elementlerle bileşik olarak bulunur. Lityum adını, Latince “Lithia (lityum oksit minerali)” sözcüğünden almıştır.
Lityum ilk defa 1817 yılında Johan August Arfwedson tarafından keşfedilmiş, ilk kez saf olarak William Thomas Brande ve Humphrey Davy tarafından lityum oksitten elektrolizi ile elde edilmiştir.
Lityum Elementinin Özellikleri
- Erime Noktası: 453,65 K / 180,50 °C,
- Kaynama Noktası: 1603 K / 1330 °C
Lityum doğada genellikle saf halde değil bileşikler halinde bulunur. Spodümen, lepidolit, ambligonit ve trifilit gibi minerallerden sanayi için kullanılacak miktarlarda elde edilir. Bu minerallerin kimyasal yollarla işlenmesi sonucunda lityum hidroksit, karbonat ya da sülfat halinde elde edilir. Lityum metali ise erimiş lityum ve potasyum klorür karışımının elektroliziyle hazırlanır. Tel olarak çekilebilen ve dövülerek levha haline getirilebilen lityum metali kurşundan daha yumuşak diğer alkali metallerden ise daha serttir. Lityum ve lityum bileşikleri aleve koyu kırmızı bir renk verir, lityum su üstünde yüzer ve suyla tepkimeye girerek lityum hidroksit (LiOH) oluşturur. Tepkime sonucunda hidrojen gazı açığa çıkarır. Ayrıca havadaki nem ile de tepkimeye girdiğinden çoğunlukla vazelinle kaplanmış olarak saklanır. Alüminyum, kurşun ve diğer yumuşak metaller az miktarda lityumla alaşım yapılarak sertleştirilebilir.
Lityum 1100 °C sıcaklığa kadar ısıtılarak daha yumuşak bir form elde edilir. Elde edilen form sülfürik asit ile reaksiyona sokularak Li2SO4L2So4H5rt5 elde edilir. Elde edilen bu çökelek çözeltiden ayrılarak Na3CO3 ile yıkanır. Böylece suda çözünmeyen LiCO3 elde edilir ve manik depresif tedavisinde ve pillerde kullanılır.
- Li2SO3 + Na2CO3 → Na2SO4 + Li2CO3 (katı)
Elde edilen Li2CO3 çökeleği HCl ile reaksiyona sokularak LiCl elde edilir.
- Li2CO3 + 2 HCl → 2 LiCl + CO2 + H2O
LiCl erime noktası 600 °C den fazla olduğu için elektroliz ile saflaştırılması zor olduğundan LiCl (55%) ve KCl (45%) karışımı kullanılarak erime noktası 430 °C’ye düşürülür. Bu karışımın elektrolizi ile Li saf olarak elde edilir.
- Katot: Li+ (s) + e– → Li (s)
- Anot: Cl– (s) → ½ Cl2 (g) + e–
Lityum Bileşikleri
Lityum elementi üç elektrona sahiptir. Bu elektronlardan birini kolaylıkla vererek Li+ katyonu içeren bileşikler oluşturur. Oluşan bileşiklerin çoğunun çözünürlük özelliği aynı grupta yer alan diğer alkali metallerden farklıdır. Beyaz renkli kristal yapılı bir katı olan lityum hidrür (LiH), lityum ve hidrojenin doğrudan birleşmesiyle oluşur ve suyla işlem gördüğünde hemen hidrojen gazı açığa çıkarır; bu özelliği nedeniyle de hidrojen kaynağı olarak faydanalınır. Lityum hidrür ayrıca aldehitleri, ketonlan ve karboksilli esterleri hızla alkollere indirgeyen lityum alüminyum hidrür (LİAIH4) üretiminde de kullanılır.
Lityum hidroksit (LiOH) genellikle lityum karbonatın kireçle tepkimeye sokulmasıyla elde edilir. Stearik asit ve diğer yağ asitleri ile birlikte sabun üretiminde kullanılır, bu sabunlar gres yağlarına kalınkaştırıcı olarak katılır. Ayrıca bazik pillerdeki elektrolitlerde katkı maddesi olarak ve karbon dioksit soğurucusu olarak da kullanılır
Lityum klorür (LiCl) ve lityum bromür (LiBr) kimya sanayii açısından çok önemli olan lityum bileşikleridir. Bu bileşikler çok geniş bir sıcaklık aralığında havanın nemini soğurabilen derişik tuzlu çözeltiler oluşturlar. Bu çözeltiler de büyük soğutucularda ve klimalarda yaygın olarak kullanılır.
Ayrıca bakın;