آب دریا حاوی حدود 0.17 ppm لیتیوم است. عموما رودخانه ها حاوی تنها 3 ppb، اما آب معدنی شامل 0.05-1 میلی گرم لیتیوم در هر لیتر است. مقادیر زیادی از لیتیوم در آب مقدس کارلسباد، مارینباد و ویشی یافت شد. لیتیوم در محلول ها تنها به شکل Li+ (aq) یافت می شود.
لیتیوم به چه طریق و به چه صورتی با آب واکنش می دهد؟
لیتیوم به شدت با آب واکنش نشان داده و به تشکیل هیدروکسید لیتیم و هیدروژن قابل اشتعال می انجامد. محلول بی رنگ آن بسیار قلیایی است. واکنش حرارت زای آن بیش از واکنش آب و سدیم که در جدول تناوبی درست در زیر لیتیوم قرار دارد، طول می کشد:
2 Li(s) + 2 H2O -> 2 LiOH (aq) + H2(g)
در 750درجه ی سانتی گراد، لیتیوم با هیدروژن واکنش داده و به تولید لیتیوم هیدرید (LiH) منجر می شود. پودر سفیدی که بر جای می ماند، در واکنشی دیگر با آبی به مقدار 2800 لیتر در کیلوگرم هیدرید، گاز هیدروژن آزاد می کند. به این ترتیب، می توان از لیتیوم برای ذخیره هیدروژن استفاده نمود.
انحلال پذیری لیتیوم و ترکیبات آن
لیتیوم ابتدایی چندان انحلال پذیر در آب نیست اما با آب واکنش می دهد.
ترکیبات لیتیم، ازجمله کلرید لیتیوم، کربنات لیتیوم، فسفات لیتیوم، فلوراید لیتیوم و هیدروکسید لیتیوم، کم و بیش در آب انحلال پذیر هستند. برای مثال انحلال پذیری هیدروکسید لیتیوم 129 گرم بر لیتر است.
علت وجود لیتیوم در آب چیست؟
لیتیوم در بسیاری از مواد معدنی و اکثرا در امبلی گونیت، پتالیت، لپیدولیت و اسپادومین موجود است. اسپادومین (LiAlSi2O6) برای اهداف تجاری بسیار مناسب است. لیتیوم سبکترین عنصر است و بنابراین می تواند برای بسیاری از اهداف مختلف مورد استفاده قرار گیرد. از آن برای سبک تر و با ثبات تر کردن آلومینیوم، منیزیم و آلیاژهای سرب استفاده می شود. یکی از کاربرد های اصلی لیتیوم در باتری و منبع تغذیه (برای وسایل نقلیه حمل و نقل صنعتی) است.
لیتیوم کربنات در صنایع شیشه ای و به عنوان یک افزودنی به لعاب، برای کاهش چسبناکی ترکیبات مربوطه و به منظور کاربردی تر شدن آن ها استعمال می شود. سایر ترکیبات لیتیوم به منظور افزایش ناروانی روغن ها و چربی ها مورد استفاده قرار می گیرند.
لیتیم کلرید یک ماده ی جامد با ظرفیت بسیار بالای نگهداری آب است. از این رو در تهویه مطبوع و برای خشک کردن گازهای صنعتی استفاده می شود. همچنین ممکن است به عنوان ضد یخ استفاده شود. سایر ترکیبات آن، بعنوان کاتالیزور و در سوخت موشک استفاده می شوند.
بعضی از ترکیبات لیتیوم ممکن است به عنوان گریس استفاده شود، زیرا در هر دو دمای بالا و پایین می توانند استعمال شوند. لیتیوم همچنین ممکن است به عنوان یک ردیاب در جریان آب به کار برده شده و مستقیما وارد آب شود. لیتیوم یک داروی بسیار موفق برای درمان سندرم دوقطبی است. هیدروکسید لیتیوم (LiOH) به عنوان گاز پاک کننده ی هوا استفاده می شود، زیرا با دی اکسید کربن ترکیب می شود. در نهایت، از لیتیوم برای تولید تریتیوم (3H) در سلاح هسته ای استفاده می شود.
اثرات زیست محیطی لیتیوم بر آب کدام اند؟
این عنصر در گروه شماره 1خطرات آبی قرار گرفته و مضرات آن در آب خیلی کم است. لیتیوم نه تهدید بسیار بزرگی برای گیاهان و جانوران است، نه برای خشکی، و نه برای محیط های آبی. این ماده به آسانی توسط گیاهان جذب شده و باعث می شود گیاهان به عنوان یک شاخص غلظت لیتیوم در خاک عمل کنند. لیتیوم است یک ماده غذایی مورد نیاز برای گیاهان نیست، اما رشد گیاه را تحریک می کند. لیتیوم بیش از حد، ممکن است سمی باشد. برای جلوگیری از مسمومیت آن، می توان کلسیم را به خاک افزود تا از جذب مواد معدنی سبک تر جلوگیری کند. مقدار لیتیوم موجود در گیاهان معمولا بین 0.2 و 30 ppm است.
به نظر می رسد افزایش وزن بز هایی که مقادیر کمتری از لیتیوم را مصرف می کنند، با سرعت کمتری رخ می دهد. این ممکن است به ارزش غذایی لیتیوم اشاره داشته باشد.
لیتیوم به صورت دو ایزوتوپ پایدار و سه ایزوتوپ ناپایدار موجود است.
عوارض بهداشتی لیتیوم موجود در آب کدام اند؟
مقدار لیتیوم در بدن انسان حدود 7 میلی گرم است. لیتیوم هیچ استفاده بیولوژیک شناخته شده ای ندارد و به آسانی توسط بدن جذب نمی شود. اکثر لیتیوم جذب شده مستقیما دفع می شود. اگرچه لیتیوم یک عنصر ضروری نیست، ممکن است سوخت و ساز بدن را تحت تاثیر قرار دهد. مصرف خوراکی لیتیوم کمی سمی است. تحمل فیزیکی آن بین افراد متفاوت است. در دهه ی 1940 برخی از بیمارانی که کلرید لیتیوم را به عنوان جایگزینی برای نمک استفاده می کردند درگذشتند.
لیتیوم کربنات در روانپزشکی در دوزی بسیار نزدیک به حداکثر سطح مصرف آن استفاده می شود. شخصی که غلظت لیتیوم در خون وی 10 میلی گرم بر لیتر باشد دچار مسمومیت خفیف می شود، شخصی با غلظت 15 میلی گرم بر لیتر، گیجی و اختلال گفتار را تجربه می کند، و در دوز 20 میلی گرم بر لیتر خطر مرگ وجود دارد. تماس با لیتیوم، مانند دیگر فلزات قلیایی، منجر به تاول های داخلی می شود.
برای زدودن لیتیوم از آب،می توان از تکنولوژی های تصفیه ی آب استفاده کرد.