Lithium

Logam lithium adalah unsur kimia dengan simbol Li dan nomor atom 3. Unsur ini digolongkan sebagai logam yang memiliki kekerasan sangat lunak, berwarna putih perak dan dikelompokkan dalam golongan logam alkali. Lithium merupakan logam yang paling ringan dibanding unsur-unsur logam lainnya.

Seperti semua logam alkali, logam lithium sangat reaktif dan mudah terbakar. Oleh karena itu, untuk mencegah logam ini teroksidasi, biasanya material logam Lithium disimpan dalam media tertutup yang dipenuhi oleh minyak.

Ketika logam lithium dibelah, saat awal penampilan warna putih perak berkilau, namun dalam waktu yang cepat terjadi oksidasi oleh udara. Reaksi ini menyebabkan terjadinya perubahan warna logam menjadi perak-abu-abu kekusaman, yang selanjutnya berubah menjadi hitam.

Karena memiliki reaktivitas yang sangat tinggi, di alam logam ini hanya ditemukan dalam bentuk senyawa ionik. Lithium ditemukan di sejumlah mineral pegmatitic ; namun karena kelarutannya yang sangat baik, maka senyawa logam ini selalu ada dalam air laut.

Pada skala industri, lithium diperoleh dari proses elektrolisa air garam campuran KCl (potassium klorida) dan LiCl (lithium klorida).

Inti dari atom lithium berada di ambang batas ketidakstabilan, karena energi ikatan dalam inti yang lemah (rendah) pada atom ini. Karena ketidakstabilan, logam ini memiliki kaitan yang sangat penting dalam ilmu fisika nuklir.

Proses transmutasi atom lithium menjadi helium yang dilakukan pada tahun 1932 merupakan reaksi nuklir pertama yang dibuat oleh manusia, di mana lithium-6 deuteride berfungsi sebagai bahan bakar untuk reaksi fusi tersebut.

Nama, Simbol, WarnaLithium, Li, Putih Keperakan
Nomor Atom3
Golongan, BlokGolongan 1, blok S
PeriodaPerioda II
Kategori Unsur KimiaLogam Alkali
Massa Atom6,94
Konfigurasi Elektron[Dia] 2S1
Fase Standar (suhu kamar)Padat
Bilangan Oksidasi+1
ElektronegativitasSkala Pauling: 0.98
Energi ionisasi1: 520,2 kJ / mol
2: 7.298,1 kJ / mol
3: 11.815,0 kJ / mol
Panas Peleburan3.00 kJ / mol
Panas Penguapan136 kJ / mol
Kapasitas Panas Molar24,860 J / (mol • K)
Titik didih1603 K (1330 ° C, 2426 ° F)
Titik Lebur453,65 K (180,50°C, 356,90°F)
Massa Jenis (suhu kamar)0,534 g / cm 3
Jari-jari atomempiris: 152 pm
Jari-jari kovalen128 ± 07:00 pm
Jari-jari Van der Waals182 pm
Modulus Young4,9 GPa
Ekspansi termal46 pM / (m • K) (pada 25 ° C)
Konduktivitas terma84,8 W / (m • K)
Tahanan Jenis92,8 nΩ • m (pada 20 ° C)
Sifat Magnetikparamagnetik

I. Sifat-Sifat Lithium

I.1. Sifat Atom dan Fisika Lithium

Seperti logam alkali lainnya, lithium memiliki satu elektron valensi yang mudah lepas sehingga membentuk kation. Karena itu, logam ini merupakan konduktor panas dan listrik yang sangat baik. Unsur kimia Lithium merupakan unsur yang sangat reaktif, sehingga dalam deret volta posisinya berada di paling kiri dari deret tersebut.

Logam lithium cukup lunak untuk dipotong dengan pisau. Ketika dipotong, ia memiliki warna putih keperakan yang cepat berubah menjadi abu-abu karena oksidasi menjadi oksida lithium. Meskipun memiliki salah satu titik leleh terendah di antara semua logam (180°C), ia memiliki titik didih tertinggi dari logam alkali.

Lithium memiliki massa jenis yang sangat rendah, yaitu 0,534 g / cm3. Ini adalah massa jenis yang paling ringan dari semua unsur kimia lainnya pada suhu kamar ; unsur padat teringan berikutnya adalah kalium (0,862 g/cm3), diikuti helium dan hydrogen. Lithium dapat mengapung di minyak hidrokarbon ringan dan merupakan salah satu dari hanya tiga logam yang dapat mengapung di atas air, dua lainnya adalah natrium dan kalium.

Koefisien ekspansi termal lithium berada di kisaran dua kali lipat dari aluminium, dan hampir empat kali lipat dari besi. Lithium adalah logam yang bersifat superkonduktor di bawah suhu 4000 μK pada tekanan standar (1 Atm) ; juga pada suhu yang lebih tinggi (lebih dari 90 K), pada tekanan yang sangat tinggi (> 20 GPa). Pada suhu di bawah 700K, lithium, seperti halnya natrium, mengalami difusi transformasi perubahan fasa.

Lithium memiliki kapasitas panas massa spesifik yang lebih dari 3,58 kalori per kilogram-kelvin, yang tertinggi dari semua padatan. Karena itu, logam lithium sering digunakan dalam pendingin untuk aplikasi transfer panas (thermodinamika).

I.2. Sifat-Sifat Kimia Lithium

Lithium bereaksi dengan mudah terhadap air, namun hanya melepaskan energi yang lebih rendah dibanding pelepasan energi pada peristiwa sama yang dilakukan oleh logam-logam golongan alkali lainnya.

Reaksi dengan air menghasilkan gas hidrogen (H2) dan lithium hidroksida dalam larutan air. Karena reaktivitas yang tinggi terhadap air menyebabkan penyimpanan logam lithium harus dihindarkan dari air ; biasanya logam ini disimpan di bawah penutup dari hidrokarbon, seperti petroleum jelly.

Meskipun logam alkali lain yang memiliki massa jenis lebih besar dapat disimpan dalam minyak yang lebih berat, namun lithium tak memiliki berat yang cukup untuk membuatnya mampu tenggelam dalam minyak mineral.

Dalam udara yang mengandung air (lembab), kulit logam lithium cepat teroksidasi membentuk lapisan hitam lithium hidroksida (LiOH dan LiOH•H2O), lithium nitrida (Li3N) dan lithium karbonat (Li2CO3. yang merupakan hasil dari reaksi sekunder antara LiOH dan CO2).

Saat dibakar dengan nyala api, senyawa lithium mengeluarkan warna merah mencolok ; tapi bila terbakar pada api yang lebih panas, warna nyala api berubah menjadi perak terang. Karena logam lithium mudah terbakar oleh oksigen dari udara, maka adanya kontak yang massive dengan udara memiliki potensi terjadinya ledakan.

Reaksi antara lithium dan air pada suhu normal berlangsung cepat tapi tanpa potensi ledakan.

Kebakaran yang disebabkan reaksi antara lithium dan udara sangat sulit untuk dipadamkan menggunakan air atau gas CO. Untuk memadamkan kebakaran ini harus menggunakan bahan pemadam bubuk kering tipe D.

Lithium adalah satu-satunya logam yang mampu bereaksi dengan nitrogen di bawah kondisi normal.

Lithium memiliki hubungan diagonal dengan magnesium, unsur yang sama atom dan jari-jari ionik. Kemiripan kimia antara dua logam termasuk pembentukan nitrida oleh reaksi dengan N2, pembentukan oksida (Li2O) dan peroksida (Li2O2) ketika dibakar dalam O2, garam dengan serupa kelarutan, dan ketidakstabilan termal dari karbonat dan nitrida.

Logam ini bereaksi dengan gas hidrogen pada suhu tinggi untuk menghasilkan lithium hidrida (LiH).

Senyawa lithium lainnya antara lain senyawa lithium halida (LiF, LiCl, LiBr, LiI) dan sulfida (Li2S), lithium superoksida (LiO2), karbida (Li2C2), dan sebagainya.

Banyak senyawa anorganik lain yang dikenal, di mana lithium bergabung dengan anionnya untuk membentuk berbagai garam: borat, amida,karbonat, nitrat, atau borohidrida (LiBH4). Lithium aluminium hydride (LiAlH4) umumnya digunakan sebagai agen pereduksi dalam sintesis organik.

Beberapa reagen organolitium diketahui di mana ada ikatan langsung antara karbon dan atom lithium yang secara efektif menciptakan senyawa Karbanion. Dalam banyak jenis senyawa organolitium, ion lithium cenderung membentuk agregat tersendiri dalam cluster tinggi yang simetris. LiHe, adalah ikatan van der waals yang sangat lemah, dan dapat dideteksi pada suhu yang rendah.

II. Deposit Lithium

Konten total lithium dalam air laut sangat besar dan diperkirakan mencapai 230 miliar ton, di mana rata-rata konsentrasi dalam air laut hampir konstant, yaitu berada di kisaran 0,14-0,25 ppm, atau 25 mikromolar; tingkat konsentrasi yang lebih tinggi mendekati 7 ppm ditemukan di dekat ventilasi hidrotermal.

Perkiraan konten Li pada kerak bumi berada di kisaran 20-70 ppm. Sesuai dengan namanya, lithium merupakan sebagian kecil dari batuan beku,dengan konsentrasi terbesar berada di granit. Granit pegmatites mengandung sebagian besar dari limpahan lithium, dimana jenis batuan spodumene dan petalite menjadi sumber utama yang paling komersial.

Batuan mineral lain yang signifikan dari lithium adalah lepidolite. Lithium adalah unsur kimia yang relatif jarang; meskipun banyak ditemukan pada batu dan beberapa air asin, namun selalu dalam konsentrasi yang sangat rendah.

III. Biologi Lithium

Lithium ditemukan dalam dalam berbagai tanaman, plankton, dan invertebrata, pada konsentrasi 5.760 bagian per miliar (ppb). Dalam vertebrata konsentrasi lithium sedikit lebih rendah, dan hampir pada semua jaringan dan cairan tubuh vertebrata mengandung lithium antara 21-763 ppb.

Organisme laut cenderung mengandung lithium yang lebih banyak dari mahluk hidup di daratan. Belum diketahui penyebab lebih tingginya kandungan pada mahluk laut ini. Namun dari beberapa hasil studi di Jepang yang dilakukan pada tahun 2011, menunjukkan bahwa secara alami lithium dalam air minum dapat meningkatkan umur manusia.

IV. Penggunaan Lithium

Produksi dan penggunaan lithium mengalami peningkatan yang pesat sejak terjadinya revolusi industri. Aplikasi besar pertama dari lithium digunakan untuk pelumas bersuhu tinggi, khususnya untuk pelumas pesawat terbang dan pelumas peralatan pabrik.

Penggunaan ini didukung oleh fakta bahwa sabun yang mengandung lithium memiliki titik leleh yang lebih tinggi dibanding sabun alkali lainnya, dan kurang korosif dari sabun yang mengandung kalsium.

Peningkatan penggunaan lithium naik saat perang dunia ke II, di mana lithium banyak digunakan pada alat-alat perang. Permintaan lithium makin meningkat selama Perang Dingin dengan produksi senjata fusi nuklir.

Pada pertengahan 1990-an, beberapa perusahaan mulai mengambil lithium dari air garam yang terbukti menjadi metode yang lebih murah dibanding penambangan bawah tanah atau bahkan tambang terbuka.

Pengembangan teknologi baterai lithium ion meningkatkan permintaan untuk lithium dan menjadi penggunaan yang dominan sejak tahun 2000. Dengan lonjakan permintaan lithium yang makin tinggi, berbagai perusahaan baru terus memperluas upaya ekstraksi air garam untuk memenuhi permintaan yang meningkat.

Lithium dan banyak senyawanya memiliki beberapa kegunaan dalam berbagai produk industri, antara lain ; aditif untuk membuat kaca dan keramik tahan panas, pelumas mesin, aditif fluks untuk industri peleburan besi, baja dan produksi aluminium, baterai lithium dan lithium-ion.

Sektor-sektor industri yang telah disebutkan merupakan pengguna yang mengkonsumsi lebih tiga perempat dari produksi lithium dunia.

Perkiraan Persentase Industri Penggunaa Lithium Tahun 2011

Keramik dan kaca (29%)
Baterai (27%)
Pelumas gemuk (12%)
Pengecoran kontinyu (5%)
Pengobatan Air (4%)
Polimer (3%)
Produksi aluminium primer (2%)
Farmasi (2%)
Lainnya (16%)

IV.1. Industri Kaca dan Keramik

Lithium oksida adalah banyak digunakan sebagai fluks dalam peleburan silika. Tujuan pemerian ini adalah untuk menurunkan titik leleh dan viskositas material cairan kaca, dan memperbaiki sifat fisik glasir, termasuk menurunkan koefisien ekspansi termal dari baha n tersebut.

Industri kaca dan keramik merupakan pengguna terbesar dari logam lithium. Di seluruh dunia, ini adalah penggunaan terbesar tunggal untuk senyawa lithium.

IV.2. Listrik dan elektronika

Karena memiliki potensial elektroda yang sangat tinggi, maka lithium menjadi komponen utama dari baterai rechargeable, dimana penggunaan unsur ini meningkat sangat tajam sejak awal tahun 2000.

Massa jenis nya yang sangat rendah (apalagi jika dibandingkan dengan timbal) menyebabkan penggunaan lithium sebagai baterai menjadi pilihan utama.

Sebuah baterai lithium ion mampu menghasilkan tegangan sekitar 3 volt per sel, dibandingkan baterai basah yang hanya menghasilkan 2,1 volt untuk baterai timbal, atau 1,5 volt untuk sel cadmium-karbon dan Ni-Cd.

IV.3. Pelumas gemuk

Penggunaan terbanyak ke-3 terhadap logam ini adalah gemuk (pelumas grease). Litium hidroksida adalah basa kuat yang ketika dipanaskan dengan lemak akan menghasilkan sabun yang terbuat dari lithium stearat. Sabun Lithium memiliki kemampuan untuk menggumpalkan minyak, dan digunakan untuk memproduksi minyak gemuk (grease) yang tahan terhadap suhu tinggi.

IV.4. Metalurgi

Lithium (misalnya sebagai lithium karbonat) digunakan sebagai aditif untuk fluks pada proses peleburan dan pengecoran kontinu, dimana kegunaan dari lithium untuk menurunkan titik leleh logam, dan meningkatkan fluiditas cairan logam yang dihasilkan dari proses peleburan. Penggunaan untuk sektor ini menyumbang 5% dari penggunaan lithium global.

Lithium fluoride digunakan sebagai aditif untuk peleburan aluminium (proses Hall-Héroult). Pada proses ini lithium fluoride berfungsi menurunkan titik leleh dan meningkatkan resistensi listrik. Penggunaan untuk fluks peleburan aluminium menyumbang 3% dari total penggunaan lithium global. Lithium juga digunakan sebagai fluks untuk pengelasan dan penyolderan.
Penggunaan bahan kimia dan industri lainnya.

IV.5. Kembang api

Senyawa lithium digunakan sebagai pewarna piroteknik dan oksidasi merah kembang api dan flare.

IV.6. Pemurnian udara

Lithium klorida dan bromida bersifat higroskopis sehingga bisa digunakan sebagai desikan untuk aliran gas. Lithium hidroksida dan peroksida adalah garam yang paling baik untuk digunakan sebagai penyaring gas CO2, khususnya di ruangan tertutup seperti ruangan pesawat ruang angkasa dan kapal selam.

Litium hidroksida menyerap karbon dioksida dari udara dengan membentuk lithium karbonat ; daya serap ini paling tinggi jika dibanding daya serap senyawa hidroksida klogam-logam golongan alkali lainnya.

Pada suasana lembab, Lithium peroksida (Li 2 O 2) tidak hanya bereaksi dengan karbon dioksida untuk membentuk lithium karbonat, tetapi juga melepaskan oksigen ke udara. Reaksinya sebagai berikut:
2 Li2O2 + 2 CO2 → 2 Li2CO3 + O2

IV.7. Optik

Lithium fluoride merupakan kaca artifisial untuk aplikasi di bidang optik IR, UV dan VUV (UV vakum). Kaca Lithium Fluoride ini memiliki nilai indeks bias terendah dan jangkauan transmisi UV terjauh dibandingkan bahan-bahan optik lainnya. Karena sifat ini, maka kaca lithium fluoride sering digunakan sebagai bahan lensa untuk alat teleskop.

IV.8. Aplikasi militer

Logam lithium dan kompleks hidridanya (seperti Li [ALH4]) digunakan sebagai aditif berenergi tinggi untuk propelan roket. Lithium aluminium hydride juga dapat digunakan sebagai bahan bakar padat.

IV.9. Logam Lithium untuk kesehatan

Lithium juga ditemukan di semua organisme hidup, termasuk dalam tubuh manusia. Sumber utama lithium dalam tubuh umumnya berasal dari konsumsi garam yang kita lakukaan setiap harinya. Dari beberapa hasil penelitian ditemukan beberapa kegunaan lithium dalam kesehatan manusia, antara lain sebagai penstabil suasana hati dalam pengobatan gangguan bipolar, yang timbul karena efek neurologis dari ion dalam tubuh manusia.

Garam lithium bisa juga membantu untuk diagnosis gangguan schizoaffective dan siklik depresi berat. Bagian aktif dari garam-garam ini adalah lithium ion Li+. Lithium juga telah diteliti sebagai pengobatan yang mungkin untuk sakit kepala cluster (sakit kepala sebahagian).

Peringatan Terhadap Lithium

Lithium adalah logam yang sangat korosif dan membutuhkan penanganan khusus untuk menghindari kontak langsung dengan kulit. Menghirup debu atau senyawa lithium (yang sering basa) awalnya hanya mengiritasi yang hidung dan tenggorokan, namun pada paparan lebih tinggi dapat menyebabkan penumpukan cairan di paru-paru, yang menyebabkan edema paru.

Logam ini sendiri sangat berbahaya jika mengalami kontak langsung dengan udara, atau air, atau udara dengan kelembaban yang tinggi. Untuk keamanan, sebaiknya logam lithium disimpan dalam senyawa non-reaktif seperti nafta.

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *