El sulfato de litio es una sal inorgánica blanca con la fórmula Li 2 S O 4 . Es la sal de litio del ácido sulfúrico .
El sulfato de litio es soluble en agua, aunque no sigue la tendencia habitual de aumento de solubilidad de la mayoría de las sales con la temperatura. Por el contrario, su solubilidad en agua disminuye con el aumento de la temperatura, ya que su disolución es un proceso exotérmico . Esta propiedad relativamente inusual, también llamada solubilidad retrógrada , es compartida con algunos compuestos inorgánicos , como el hidróxido de calcio ( portlandita , una fase mineral importante de la pasta de cemento hidratada), los sulfatos de calcio ( yeso , bassanita y anhidrita ) y los sulfatos de lantánidos cuyas reacciones de disolución también son exotérmicas. La solubilidad retrógrada es común para la disolución de gases en agua, pero se encuentra con menos frecuencia para la disolución de sólidos. El carbonato de calcio también exhibe una solubilidad retrógrada, pero también depende del comportamiento de la disolución de CO 2 en los equilibrios calcocarbonatados.
Los cristales de sulfato de litio, al ser piezoeléctricos , también se utilizan en ensayos no destructivos de tipo ultrasónico porque son receptores de sonido muy eficientes. Sin embargo, sufren en esta aplicación debido a su solubilidad en agua.
Debido a que posee propiedades higroscópicas , la forma más común de sulfato de litio es el sulfato de litio monohidratado. El sulfato de litio anhidro tiene una densidad de 2,22 g/cm 3 pero pesar el sulfato de litio anhidro puede resultar complicado, ya que debe hacerse en una atmósfera sin agua.
El sulfato de litio tiene propiedades piroeléctricas . Cuando se calienta el sulfato de litio acuoso, la conductividad eléctrica también aumenta. La molaridad del sulfato de litio también influye en la conductividad eléctrica; la conductividad óptima se alcanza a 2 M y luego disminuye. [4]
Cuando el sulfato de litio sólido se disuelve en agua, se produce una disociación endotérmica . Esto es diferente del sulfato de sodio , que tiene una disociación exotérmica. Sin embargo, la energía exacta de disociación es difícil de cuantificar, ya que parece depender también de la cantidad (número de moles) de sal añadida al agua. Pequeñas cantidades de sulfato de litio disuelto inducen un cambio de temperatura por mol mucho mayor que grandes cantidades. [5]
El sulfato de litio tiene dos fases cristalinas diferentes . En la forma común de fase II, el sulfato de litio tiene un sistema cristalino monoclínico esfenoidal que tiene longitudes de arista de a = 8,23 Å b = 4,95 Å c = 8,47 Å β = 107,98°. Cuando el sulfato de litio se calienta más allá de los 130 °C, cambia a un estado libre de agua pero conserva su estructura cristalina. No es hasta los 575 °C cuando hay una transformación de la fase II a la fase I. La estructura cristalina cambia a un sistema cristalino cúbico centrado en las caras , con una longitud de arista de 7,07 Å. [6] Durante este cambio de fase, la densidad del sulfato de litio cambia de 2,22 a 2,07 g/cm 3 . [7]
El sulfato de litio se utiliza para tratar el trastorno bipolar (ver farmacología del litio ).
El sulfato de litio se investiga como un componente potencial de los vidrios conductores de iones. La película conductora transparente es un tema muy investigado, ya que se utiliza en aplicaciones como paneles solares y el potencial para una nueva clase de batería. En estas aplicaciones, es importante tener un alto contenido de litio; el borato de litio binario más conocido (Li₂O · B₂O₃) es difícil de obtener con altas concentraciones de litio y difícil de mantener, ya que es higroscópico. Con la adición de sulfato de litio al sistema, se puede formar un vidrio de alta concentración de litio, estable y de fácil producción. La mayoría de las películas conductoras iónicas transparentes actuales están hechas de plásticos orgánicos, y sería ideal si se pudiera desarrollar un vidrio inorgánico estable y económico. [8]
Se ha probado el sulfato de litio como aditivo para el cemento Portland para acelerar el curado con resultados positivos. El sulfato de litio sirve para acelerar la reacción de hidratación (ver Cemento ), lo que disminuye el tiempo de curado. Una preocupación con la disminución del tiempo de curado es la resistencia del producto final, pero cuando se probó, el cemento Portland dopado con sulfato de litio no tuvo una disminución observable en la resistencia. [9]
Sulfato de litio monohidrato ( Li
2ENTONCES
4· yo
2El O ) que contiene alrededor de un 10 % de litio es un compuesto químico útil para la producción de hidróxido de litio para la cadena de suministro de materiales para baterías de iones de litio. Es un material menos reactivo que el LiOH y, por lo tanto, se puede almacenar y transportar con mayor facilidad. [10] [11]
La materia prima del concentrado de espodumena de roca dura se procesa mediante tostación ácida, seguida de lixiviación con agua, logrando una recuperación de litio del 84-88%. Luego se aplica evaporación a la solución de lixiviación purificada, lo que da como resultado un producto sólido de sulfato de litio primario compuesto principalmente de sulfato de litio monohidrato ( Li
2ENTONCES
4· yo
2O ).
El ion litio (Li + ) se utiliza en psiquiatría para el tratamiento de la manía , la depresión endógena y la psicosis, y también para el tratamiento de la esquizofrenia . Por lo general, el carbonato de litio ( Li
2CO
3), pero a veces se aplica citrato de litio ( Li
3do
6yo
5Oh
7), se utilizan como alternativas sulfato de litio u oxibutirato de litio. [12] El Li + no se metaboliza. Debido a la similitud química del Li + con los cationes sodio (Na + ) y potasio (K + ), puede interactuar o interferir con las vías bioquímicas de estas sustancias y desplazar estos cationes de los compartimentos intra o extracelulares del cuerpo. El Li + parece ser transportado fuera de las células nerviosas y musculares por la bomba de sodio activa , aunque de manera menos eficiente.
El sulfato de litio tiene una rápida tasa de absorción gastrointestinal (en pocos minutos), y se completa después de la administración oral de tabletas o la forma líquida. [12] Se difunde rápidamente en el hígado y los riñones , pero requiere de 8 a 10 días para alcanzar un equilibrio corporal. Li + produce muchos cambios metabólicos y neuroendocrinos , pero no hay evidencia concluyente que favorezca un modo de acción particular. [12] Por ejemplo, Li + interactúa con neurohormonas , particularmente las aminas biógenas , serotonina (5-hidroxitriptamina ) y norepinefrina , lo que proporciona un mecanismo probable para los efectos beneficiosos en los trastornos psiquiátricos , por ejemplo, las manías . En el sistema nervioso central (SNC), Li + afecta la excitación nerviosa , la transmisión sináptica y el metabolismo neuronal . [13] Li + estabiliza la neurotransmisión serotoninérgica .
El sulfato de litio se utiliza como catalizador para la reacción de eliminación para transformar el bromuro de n-butilo en 1-buteno con rendimientos cercanos al 100 % en un rango de 320 °C a 370 °C. Los rendimientos de esta reacción cambian drásticamente si se calienta más allá de este rango, ya que se forman mayores rendimientos de 2-buteno. [14]
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