Óxido de litio: fórmula, propiedades, riesgos y usos
El óxido de litio es un compuesto químico inorgánico de fórmula Li2O que se forma junto con pequeñas cantidades de peróxido de litio cuando el metal de litio se quema en el aire y se combina con el oxígeno.
Hasta el decenio de 1990, el mercado del metal y del litio estaba dominado por la producción estadounidense a partir de depósitos minerales, pero a principios del siglo XXI la mayor parte de la producción se derivaba de fuentes no estadounidense; Australia, Chile y Portugal fueron los proveedores más importantes del mundo. Bolivia tiene la mitad de los depósitos de litio en el mundo, pero no es un gran productor.
La forma comercial más importante es el carbonato de litio, Li2CO3, producido a partir de minerales o salmueras por varios procesos diferentes.
Cuando el litio se quema en el aire, el producto principal es el óxido blanco de óxido de litio, Li2O. Además, se produce algo de peróxido de litio, Li2O2, también blanco.
También puede hacerse a través de la descomposición térmica del hidróxido de litio, LiOH, o peróxido de litio, Li2O2
4Li(s) + O2(g) → 2Li2O(s)
2LiOH(s) + calor → Li2O(s) + H2O(g)
2Li2O2(s) + calor → 2Li2O(s) + O2(g)
Propiedades físicas y químicas
El óxido de litio es un sólido de color blanco conocido como lithia que carece de aroma y con un sabor salado.
El óxido de litio son cristales con geometría de antiflorita parecida a la del cloruro de sodio (cúbico centrado en las caras).
Su peso molecular es de 29,88 g/mol, su densidad es de 2,013 g/mL y los puntos de fusión y de ebullición son 1438 ºC y 2066 ºC respectivamente. El compuesto es muy soluble en agua, alcohol, éter, piridina y nitrobenceno (Royal Society of Chemistry, 2015).
El óxido de litio reacciona fácilmente con el vapor de agua para formar hidróxido, y con dióxido de carbono para formar carbonato; por lo tanto, debe ser almacenado y manejado en una atmósfera limpia y seca.
Los compuestos de óxido no conducen a la electricidad. Sin embargo, ciertos óxidos estructurados de perovskita son conductivos electrónicos que encuentran aplicación en el cátodo de células de combustible de óxido sólido y sistemas de generación de oxígeno.
Son compuestos que contienen al menos un anión de oxígeno y un catión metálico (American Elements, S.F.).
Reactividad y peligros
El óxido de litio es un compuesto estable incompatible con ácidos fuertes, agua y dióxido de carbono. Hasta donde sabemos, las propiedades químicas, físicas y toxicológicas del óxido de litio no han sido investigadas y reportadas a fondo.
La toxicidad de los compuestos de litio es función de su solubilidad en agua. El ion de litio tiene toxicidad en el sistema nervioso central. El compuesto es altamente corrosivo irritante si entra en contacto con los ojos, la piel, al ser inhalado o ingerido (ESPI METALS, 1993).
En caso de contacto con los ojos se debe verificar si se está usando lentes de contacto y removerlos inmediatamente. Se debe enjuagar los ojos con agua corriente durante al menos 15 minutos, manteniendo los párpados abiertos. Se puede usar agua fría. No se debe usar ungüento para los ojos.
Si el producto químico entra en contacto con la ropa, retírela lo más rápido posible, protegiendo sus propias manos y cuerpo. Coloque a la víctima bajo una ducha de seguridad.
Si el producto químico se acumula en la piel expuesta de la víctima, como las manos, se lava suave y cuidadosamente la piel contaminada con agua corriente y jabón no abrasivo. Se puede usar agua fría. Si la irritación persiste, busque atención médica. Lave la ropa contaminada antes de volver a usarla.
En caso de inhalación, se debe dejar reposar a la víctima en un área bien ventilada. Si la inhalación es grave, se debe evacuar a la víctima a una zona segura tan pronto como sea posible.
Afloje la ropa apretada tales como cuello de camisa, cinturones o corbata. Si a la víctima le resulta difícil respirar, se debe administrar oxígeno. Si la víctima no está respirando, se realiza una resucitación boca a boca.
Siempre tomando en cuenta que puede ser peligroso para la persona que proporciona ayuda dar reanimación boca a boca cuando el material inhalado es tóxico, infeccioso o corrosivo.
En todos los casos se debe buscar atención médica inmediata (SIGMA-ALDRICH, 2010).
Usos
El óxido de litio se utiliza como un fundente en esmaltes cerámicos, y crea azules con cobre y rosas con cobalto. El óxido de litio reacciona con el agua y el vapor, formando hidróxido de litio y debe aislarse de ellos.
El óxido de litio (Li2O) con su alto potencial de tritio es un candidato atractivo para el material de cultivo sólido de una planta de energía de fusión DT, debido a su alta densidad de átomos de litio (comparada con otras cerámicas de litio o litio metálico) y su conductividad térmica relativamente alta (LITHIUM OXIDE (Li2O), S.F.).
Li2O estará expuesto a altas temperaturas bajo irradiación de neutrones durante el funcionamiento de mantas de fusión. En estas circunstancias, se producirán un gran número de defectos de irradiación en Li2O, tales como hinchamiento inducido por helio, expansión térmica relativamente alta, crecimiento de grano, formación de LiOH (T) y precipitación a bajas temperaturas y transporte de masa de LiOH (T) a altas temperaturas.
Además, el Li2O estará sometido a tensiones que surgen de las diferencias de expansión térmica entre Li2O y materiales estructurales. Estas características de Li2O conducen a desafiantes problemas de ingeniería tanto en la fabricación como en el diseño de manta.
Un posible nuevo uso es como un reemplazo para el óxido de cobalto y litio como el cátodo en las baterías de iones de litio utilizados para impulsar dispositivos electrónicos de teléfonos móviles a computadoras portátiles así como a los coches con pilas (Reade International Corp, 2016 ).
Referencias
- Mark Winter [The University of Sheffield and WebElements Ltd. (2016). webelements. Tomado de Lithium: dilithium oxide webelements.com.
- American Elements. (S.F.). Lithium Oxide. Tomado de americanelements americanelements.com.
- ESPI METALS. (1993, Junio). Lithium Oxide. Tomado de espimetals espimetals.com.
- LITHIUM OXIDE (Li2O). (S.F.). Tomado de ferp.ucsd.edu ferp.ucsd.edu.
- National Center for Biotechnology Information. (2017, Junio 24). PubChem Compound Database; CID=166630. Tomado de PubChem pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
- Reade International Corp. (2016 ). Lithium Oxide Powder (Li2O). Tomado de reade reade.com
- Royal Society of Chemistry. (2015). Lithium oxide.Tomado de chemspiderchemspider.com.
- SIGMA-ALDRICH. (2010). Material Safety Data Sheet Lithium oxide. Tomado de chemblink chemblink.com.