Litio

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Litio
Aspetto
Aspetto dell'elemento
Generalità
Nome, simbolo, numero atomico litio, Li, 3
Serie metalli alcalini
Gruppo, periodo, blocco 1 (IA), 2, s
Densità 535 kg/m³
Durezza 0,6
Configurazione elettronica
Configurazione elettronica
Proprietà atomiche
Peso atomico 6,941 u.m.a.
Raggio atomico (calc.) 145 pm
Raggio covalente 134 pm
Raggio di van der Waals 182 pm
Configurazione elettronica [He]2s1
e per livello energetico 2, 1
Stati di ossidazione 1 (base forte)
Struttura cristallina cubica a corpo centrato
Proprietà fisiche
Stato della materia solido (non magnetico)
Punto di fusione 453,69 K (180,54 °C)
Punto di ebollizione 1615 K (1342 °C)
Punto critico 2949,85 °C a 67 MPa
Entalpia di vaporizzazione 145,92 kJ/mol
Calore di fusione 3 kJ/mol
Tensione di vapore 1,63 × 10−8  Pa a 453,7 K
Velocità del suono 6 000 m/s a 293,15 K
Altre proprietà
Numero CAS 7439-93-2
Elettronegatività 0,98 (Scala di Pauling)
Calore specifico 3582 J/(kg K)
Conducibilità elettrica 10,8 × 106  /m ohm
Conducibilità termica 84,7 W/(m K)
Energia di prima ionizzazione 520,23 kJ/mol
Energia di seconda ionizzazione 7 298,22 kJ/mol
Energia di terza ionizzazione 11 815,13 kJ/mol
Isotopi più stabili
Per approfondire vedi la voce Isotopi del litio.
iso NA TD DM DE DP
6Li 7,5% È stabile con 3 neutroni
7Li 92,5% È stabile con 4 neutroni
8Li sintetico 836 ms β, β + 2α 16,004 8Be
iso: isotopo
NA: abbondanza in natura
TD: tempo di dimezzamento
DM: modalità di decadimento
DE: energia di decadimento in MeV
DP: prodotto del decadimento

Il litio è l'elemento chimico della tavola periodica che ha simbolo Li numero atomico 3. Appartiene al gruppo 1 (metalli alcalini). Il litio, nella sua forma pura, è un metallo soffice color argento, che si ossida rapidamente a contatto con l'aria o l'acqua. È il più leggero degli elementi solidi ed è usato principalmente nelle leghe conduttrici di calore, nelle batterie e come componente in alcuni medicinali (farmaci antipsicotici) per la stabilizzazione dell'umore.

Caratteristiche[modifica | modifica sorgente]

Saggio alla fiamma di un campione di litio.

Il litio è il più leggero dei metalli, con una densità (0,535 g/cm³) pari a circa metà di quella dell'acqua. Come tutti i metalli alcalini, il litio reagisce facilmente con l'acqua e in natura non si trova allo stato metallico, a causa della sua notevole reattività. Ciononostante è meno reattivo del sodio, a dispetto della similitudine chimica, e per la relazione diagonale con il magnesio condivide con quest'ultimo elemento molte proprietà. Se riscaldato, produce una fiamma color cremisi, ma quando brucia intensamente, la fiamma diventa bianco brillante. È un elemento univalente.

Dilitio[modifica | modifica sorgente]

Il dilitio Li2 è una molecola biatomica formata da due atomi di litio uniti da un legame covalente. Il dilitio è conosciuto allo stato di forma gassoso, ha ordine di legame di 1, con una separazione tra i due nuclei di circa 267.3 pm e un'energia di legame di 101 kJ mol−1.[1] Il litio può formare inoltre dei cluster molecolari, come ad esempio nelle molecole di Li6.

Applicazioni[modifica | modifica sorgente]

A causa del suo calore specifico (il più alto tra i solidi), il litio è usato in applicazioni per il trasferimento di calore. Grazie al suo alto potenziale elettrochimico il litio è inoltre un importante materiale anodico delle batterie (le cosiddette batterie agli ioni di litio) nelle quali in genere compare sotto forma di sale, come il carbonato di litio (Li2CO3) e il perclorato di litio (LiClO4).

Altri usi[modifica | modifica sorgente]

Uso farmacologico[modifica | modifica sorgente]

Avvertenza
Le informazioni riportate non sono consigli medici e potrebbero non essere accurate. I contenuti hanno solo fine illustrativo e non sostituiscono il parere medico: leggi le avvertenze.

Avvertenze[modifica | modifica sorgente]

Titolazione del dosaggio: la dose giornaliera di litio deve essere individualizzata sulla base dei livelli plasmatici del farmaco. Occorre pertanto determinare la concentrazione plasmatica di litio (litiemia) una volta alla settimana per i primi due mesi, una volta al mese per i successivi 6-8 mesi e una volta ogni 2-3 mesi durante la fase di mantenimento della terapia. La litiemia deve essere controllata dopo ogni variazione della dose. La concentrazione di litio deve essere determinata 12 ore dopo la somministrazione della ultima dose di farmaco, immediatamente prima della dose successiva (range terapeutico: 0,5-1,2 mmoli/L corrispondente a 0,5-1,2 mEq/L). La litiemia presenta ampia variabilità interindividuale dovuta a differenze nella funzionalità renale, a terapie concomitanti o regimi dietetici, stati patologici, infezioni del tratto urinario, diarrea, variazioni della temperatura corporea. Poiché il litio possiede un basso indice terapeutico (differenza minima fra dose terapeutica e dose tossica) la dose giornaliera deve essere somministrata in 2 dosi refratte ogni 12 ore per evitare effetti tossici associati alla concentrazione di picco. Per lo stesso motivo la dose di litio dovrebbe essere assunta regolarmente alla stessa ora ogni giorno e preferibilmente a stomaco pieno in modo da rallentare l’assorbimento del farmaco e ridurre l’ampiezza del picco plasmatico [3].

Sodio: poiché la concentrazione plasmatica di sodio influenza la litiemia, evitare brusche alterazioni nell’assunzione di sodio con la dieta per evitare l’insorgenza di livelli ematici troppo alti (tossicità) o troppo bassi (riduzione della risposta terapeutica) di litio [3].

Disidratazione: poiché una delle complicanze più frequenti del trattamento con litio è rappresentato da una ridotta capacità di concentrare le urine, è importante mantenere l’idratazione del paziente. La disidratazione, poiché stimola la ritenzione di sodio e quindi di litio (in base alla parziale sovrapponibilità elettrolitica tra i due ioni) tende a far aumentare la concentrazione plasmatica del litio. Si raccomanda pertanto di aumentare il fabbisogno di liquidi a circa 2-3 litri nelle 24 ore durante la terapia con litio [3].

Poliuria: la comparsa di poliuria (emissione di volumi di urina superiori a 2 litri nell’arco delle 24 ore), con l’esclusione della fase iniziale della terapia, potrebbe indicare un’alterazione della funzionalità renale. Nel caso ridurre il dosaggio di litio [3].

Farmaci diuretici: evitare la somministrazione di diuretici nei pazienti in terapia con litio perché si può verificare un effetto antidiuretico paradosso [3]

Funzionalità renale: monitorare periodicamente la creatininemia, la clearance della creatinina e i sedimenti urinari perché l'uso continuativo di litio può aumentare il rischio di insufficienza renale anche grave fino a trattamento dialitico. La funzionalità renale deve essere valutata prima di iniziare la somministrazione di litio, quindi ogni 6 mesi. In caso di insufficienza renale, il monitoraggio deve essere effettuato con scadenze più ravvicinate. Il litio è controindicato in caso di insufficienza renale grave; il suo impiego non è raccomandato in associazione a farmaci nefrotossici noti [3].

Funzionalità tiroidea: nei pazienti in terapia con litio è opportuno controllare periodicamente la funzionalità della tiroide tramite monitoraggio dei livelli di T3, T4 e TSH, poiché il 2-15% dei pazienti sviluppa ipotiroidismo. I livelli di T3, T4 e TSH devono essere valutati prima di iniziare il trattamento con litio, quindi ogni 6 mesi. Prima di iniziare il trattamento con litio effettuare una ecografia della tiroide. Gli effetti del litio sulla tiroide si manifestano più frequentemente in caso di terapia prolungata. La somministrazione del farmaco in caso di ipotiroidismo non è raccomandata [3].

Funzionalità cardiaca: prima di iniziare la terapia con litio si raccomanda di effettuare un elettrocardiogramma (ECG) come riferimento iniziale. Il litio può indurre appiattimento o inversione dell’onda T. La somministrazione di litio non è raccomandata in caso di scompenso cardiaco e disturbi del ritmo o della conduzione del cuore [3].

Disturbi neurologici: la somministrazione di litio non è raccomandata in caso di malattia di Parkinson, epilessia, demenza, miastenia grave, disturbi cerebrali [3].


Tossicità: in caso di sintomi di tossicità, sospendere la somministrazione di litio. Gli effetti collaterali che compaiono all’inizio del trattamento tendono a scomparire spontaneamente dopo 2-3 settimane di terapia. Se al contrario tali sintomi compaiono più tardivamente, è necessario controllare i livelli plasmatici di litio per verificare che nel sangue non siano presenti concentrazioni tossiche di farmaco [3].

Terapia elettroconvulsiva: questo tipo di terapia è impiegata per il trattamento delle forme refrattarie sia dello stato maniacale che depressivo. Nei pazienti che devono sottoporsi a terapia elettroconvulsiva, il litio deve essere sospeso almeno una settimana prima e deve essere ripreso dopo alcuni giorni [3].

Anestesia generale: interrompere il trattamento con litio 2-3 giorni prima di un'anestesia generale [3].

Psoriasi: il litio può esacerbare la psoriasi, probabilmente attraverso meccanismi biochimici di inibizione enzimatica (inibizione della glicogenosintetasi chinasi 3) che portano a proliferazione delle cellule epidermiche (cheratinociti) [4]. La proliferazione dei cheratinociti costituisce l’elemento caratteristico della psoriasi ed è responsabile della formazione delle placche eritematose e della desquamazione cutanea tipici della malattia [3].

Bloccanti neuromuscolari: la somministrazione di litio in pazienti in terapia con bloccanti neuromuscolare ne prolunga l’azione farmacologica [3].

Gravidanza: sebbene possa causare difetti cardiaci fetali con un rischio assoluto pari a 5 volte quello osservato nella popolazione generale, il litio è considerato un farmaco con bassa teratogenicità per cui il suo utilizzo in gravidanza dovrebbe essere valutato opportunamente considerando i benefici clinici nel trattamento per la madre e il rischio di tossicità per il feto (Farmaci e gravidanza, 2005). Le linee guida del NICE (National Institute for Health and Clinical Excellence) consigliano di non somministrare abitualmente il litio durante il primo trimestre di gravidanza. Nelle schede tecniche delle specialità medicinali a base di litio la gravidanza e l’allattamento sono riportate fra le controindicazioni relative all’impiego del farmaco [3].

Storia[modifica | modifica sorgente]

Il litio (da greco lithos, "pietra") venne scoperto da Johann Arfvedson nel 1817. Arfvedson trovò il nuovo elemento all'interno dei minerali di spodumene, lepidolite e petalite, che stava analizzando sull'isola di Utö in Svezia. Nel 1818 Christian Gottlob Gmelin fu il primo ad osservare che i sali di litio emettevano una fiamma rosso brillante durante la combustione. Entrambi cercarono, senza successo, di isolare il litio dai suoi sali.

L'elemento non venne isolato fino a quando William Thomas Brande e Sir Humphrey Davy impiegarono l'elettrolisi sull'ossido di litio. La produzione commerciale del litio venne ottenuta nel 1923 dalla compagnia tedesca Metallgesellschaft AG attraverso l'uso dell'elettrolisi sul cloruro di litio e sul cloruro di potassio fusi.

Disponibilità[modifica | modifica sorgente]

Miniera di litio a Clayton Valley (Nevada).

Il litio è largamente disponibile, ma non si trova in natura allo stato metallico; a causa della sua reattività si presenta sempre legato ad altri elementi o composti. È presente in minima parte in quasi tutte le rocce ignee ed anche in molte salamoie naturali.

A partire dalla fine della seconda guerra mondiale, la produzione di litio è cresciuta notevolmente. Il metallo viene separato dagli altri elementi delle rocce ignee, ed è anche estratto da alcune sorgenti di acqua minerale. Lepidolite, spodumene, petalite, e ambligonite sono i principali minerali che lo contengono.

Quasi il 50% delle riserve disponibili di Litio, commercialmente sfruttabili, si trovano in Bolivia, nei laghi salati prosciugati delle Ande.

Il metallo, di colore argenteo come il sodio, il potassio e gli altri membri della serie dei metalli alcalini, è prodotto per elettrolisi da una miscela di cloruro di litio e cloruro di potassio fusi. Il costo di questo metallo nel 1997 era di circa 136 US$ al chilo.

Isotopi[modifica | modifica sorgente]

Il litio rintracciabile in natura è composto da due isotopi stabili 6Li e 7Li, con quest'ultimo che ammonta al 92,5% del totale. Sono stati ottenuti sei radioisotopi, dei quali i più stabili sono il Li-8 con un tempo di dimezzamento di 838 ms e il 9Li con 178.3 ms. I radioisotopi rimanenti hanno tempi di dimezzamento inferiori agli 8.5 ms o sconosciuti.

7Li è uno degli elementi primordiali (prodotto nella nucleosintesi del big bang). Gli isotopi di litio si frazionano durante un'ampia gamma di processi naturali, che includono: la formazione di minerali (precipitazione chimica), metabolismo, scambio ionico, iperfiltrazione e alterazione delle rocce.

Precauzioni[modifica | modifica sorgente]

Simboli di rischio chimico

facilmente infiammabile corrosivo
pericolo


frasi H: 260 - 314 - EUH014 [5]
consigli P: 223 - 231+232 - 280 - 305+351+338 - 370+378 - 422 [6][7]


Le sostanze chimiche
vanno manipolate con cautela

Avvertenze

Come gli altri metalli alcalini, il litio nella sua forma pura è altamente infiammabile e leggermente esplosivo se esposto all'aria e soprattutto all'acqua, con la quale reagisce in maniera violenta (produzione di idrogeno).

Questo metallo è anche corrosivo e deve essere maneggiato evitando il contatto con la pelle.

Per quanto riguarda lo stoccaggio, deve essere conservato immerso in idrocarburi liquidi, come la nafta.

Il litio è considerato leggermente tossico; lo ione litio è coinvolto negli equilibri elettrochimici delle cellule del sistema nervoso e viene spesso prescritto come farmaco nelle terapie per il trattamento di sindromi maniaco-depressive. L'intossicazione da sali di litio, più grave e frequente nei pazienti con compromissione della funzione renale, si tratta efficacemente con infusione di NaCl, urea ed acetazolamide o, in alternativa, con l'emodialisi.

Curiosità[modifica | modifica sorgente]

  • La quarta traccia dell'album Nevermind (Geffen/SubPop, 1991) dei Nirvana è intitolata "Lithium".
  • Una canzone degli Evanescence si intitola "Lithium".
  • "Lithium Sunset" è una traccia dell'album Mercury Falling del cantante Sting.
  • Litio è anche il titolo di una canzone del gruppo Massimo Volume.
  • La fonte di energia utilizzata nelle astronavi di Star Trek (reazione materia-antimateria) viene regolata dal dilitio.

Note[modifica | modifica sorgente]

  1. ^ Chemical Bonding, Mark J. Winter, Oxford University Press, 1994, ISBN 0-19-855694-2
  2. ^ C. Nardi, L. Petrizzi, G. Piazza, A breeding blanket in ITER-FEAT, Fusion Engineering and Design 69, (2003)
  3. ^ a b c d e f g h i j k l m n o Pharmamedix: Litio http://www.pharmamedix.com/principiovoce.php?pa=Litio&vo=Avvertenze
  4. ^ Hampton P.J. et al., J. Cell Physiol., 2011, 15. doi: 10.1002/jcp.22872
  5. ^ scheda del litio su IFA-GESTIS
  6. ^ In caso di incendio estinguere con sabbia asciutta o estintori a schiuma. Conservare sotto gas inerte.
  7. ^ Sigma Aldrich; rev. del 09.02.2011

Bibliografia[modifica | modifica sorgente]

Voci correlate[modifica | modifica sorgente]

Altri progetti[modifica | modifica sorgente]

Collegamenti esterni[modifica | modifica sorgente]