Química. Experimentos Com Sais de Lítio.


Lepidolita
Lepidolita, Um Minério de Lítio. Encontrado em Sonora México. Fonte da Imagem: Cadence Investors, Mineral Resources.

Autoria: Alberto Federman Neto, AFNTECH.

Atualizado  em: 12 de Setembro de 2022.

1. INTRODUÇÃO:

A imagem que ilustra este artigo, é um cristal de Lepidolita , um minério de lítio, cristal encontrado em Sonora, México.

Neste Artigo, descrevo alguns experimentos com compostos de lítio, um metal não usual.

O lítio é um elemento químico do grupo dos metais alcalinos, relativamente raro (se comparado a outros metais alcalinos comuns, como o sódio e o potássio). Abundância na crosta terrestre, 0.002-0.006 %.

2. BREVE HISTÓRIA:

O elemento lítio foi descoberto pelo Químico Sueco Johan August Arfwedson em 1817,  BERZELIUS, J.J.; ARFWEDSON, J.A. J. Chem. Phys. 21, 44 (1817). Outro link. Outro Link. Ao analisar a composição química do mineral Petalita,  um silicato de alumínio e lítio. LiAl(Si2O5)2 .

A descoberta foi confirmada pouco depois, pelo Farmacêutico e Químico Francês Louis Nicolas VauquelinVAUQUELIN, L. An. Chim. Phys. 7, 284 (1817) . WEEKS, M.E.; LARSON, M.E., J. Chem. Educ. 9, 1035 (1937).

O metal lítio , lítio metálico, foi isolado, em 1821, pelo Químico Inglês William Thomas Brande  . Pela eletrólise do óxido de lítio. BRANDE, W.T.; MURRAY, J. (Editor Britânico); MacNEVEN, W.J (Editor Americano)  “A Manual of Chemistry.” Editora Gráfica de Jorge Long,  New York, EUA, Pág. 190, (1821).

O processo foi aperfeiçoado em 1899, substituindo o óxido de lítio pelo cloreto, diluído em piridina. KAHLENBERGH, A., J. Phys. Chem. 3, 602 (1899).

3. CLORETO DE LÍTIO:

Nosso laboratório recebeu a anos atrás [FREITAS, O., Laboratório de Farmacotécnica, FCFRP (2005)] uma generosa doação de cloreto de lítio de grau técnico. Marca antiga SIGMA (hoje, Aldrich). 

Pois esse material era antigamente usado nos primeiros  procedimentos de Eletroforese. Em fase líquida. Essas técnicas,  usando eletrólise foram descobertas pelo Bioquímico Sueco Arne Wilhelm Kaurin TiseliusKOCK, A.R. “The Electrolysis of a Solution of Lithium Chloride in Pyridine.” University of Wisconsin-Madison, EUA (1908). TISELIUS, A. Trans. Faraday Soc.  33, 524 (1937). PATTEN, H.E.; MOTTEN, W.R. (1908).

Pela disponibilidade que tive do cloreto de lítio, resolvi fazer alguns experimentos.

Purificação:

O cloreto de lítio tem propriedades de solubilidade clássicas, isto é, muito solúvel em água, até higroscópico, outro link, e muito mais solúvel em água quente do que  a frio. Assim, pode ser purificado por recristalização. WOLF, G.;  JAHN, H.; PEKAREK, V. ; VACEK, V. J. Sol. Chem. 15, 269 (1986).

Assim, usando o protocolo clássico descrito por PERRIN, D.D.; ARMAREGO, W.L.F. “Purification of Laboratory Chemicals.” Pergamon Press, Oxford, Inglaterra, 3a Ed., Pág 330 (1988). Recristalizei de água fervendo, mas outros processos mais complexos pode ser usados.

Dissolver o cloreto de lítio na água fervendo.  A quantidade mínima de água para dissolver quase tudo, até restar uma pequena turvação. A filtração da solução fervente, remove os cloretos de sódio ou potássio, se os houver.

A seguir, evapore a solução por aquecimento, em um béquer largo e grande. Se você tiver muito cloreto de lítio, pode até improvisar a vidraria… Use uma frigideira de vidro Vision. Assim terá uma grande superfície de contato e uma evaporação e cristalização rápidas. Interrompa a evaporação assim que o material justo cristalizar, quase seco, deixe um pouco de umidade.

Evaporando Cloreto de Lítio
Evaporando Cloreto de Lítio em Frigideira de Vidro Vision. Foto Feita com Câmera Digital Kodak Easyshare C-183.

Recolhendo o sólido por raspagem ou filtração a vácuo, obterá cristais brancos , bonitos, quase incolores e tendendo a serem transparentes, parecendo vidro. É o cloreto de lítio monohidrato, LiCl.H2O . Assim, obtive bonitos cristais.

Cloreto de Lítio
Cristais de Cloreto de Lítio Monoidratado. FEDERMAN NETO, A. (2022).

Armazene em um frasco de vidro, bem fechado.

Cloreto de Lítio.
Armazenando o Cloreto de Lítio Monoidratado.

Identificação do Cloreto de Lítio:

Para saber se é puro, basta fazer um Ensaio de Chama  . Mesmo o fogão doméstico dá. observe a bonita chama vermelho carmesim. Se a amostra estiver impura, observará chama amarela (sódio); violeta (lítio); laranja (cálcio). Minha amostra é pura:

Lítio
Observando o Ensaio de Chama Característico dos Íons de Lítio.

Se tiver dúvidas, faça um “controle positivo”, impurifique artificialmente. Misture cloretos de lítio, sódio, potássio e cálcio em pequenas quantidades e proceda ao ensaio de chama da mistura.

O cloreto pode ser detectado pela clássica reação com nitrato de prata.

Secando o monohidrato no fogo, obterá  cristais brancos, cúbicos, semelhantes ao sal comum, é o cloreto de lítio anidro, LiCl.

Por outro lado, secando em forno de micro-ondas, 12 minutos em temperatura média, em uma caneca ou cápsula de porcelana resistente, eu obtive um sólido branco granulado e muito seco. Sólido ficou assim. Outro link do aspecto dos cristais. Possível, ocorreu a Cristalização em Grânulos.

Não se preocupe se depois for usar  a frigideira na cozinha. Cloreto de lítio é muito solúvel e pouco tóxico. Basta lavar bem a frigideira, ela não fica contaminada.

Em contraste a nossos experimentos, alguns poucos sais não tem esse comportamento esperado na solubilidade, “normal”. O cloreto de sódio não varia sua solubilidade com a temperatura  e pouca variação no caso do cloreto de potássio. Veja “Tabela de Solubilidades“. PINHO, S.P.; MACEDO, E.A. J. Chem. Eng. Data 50, 29 (2005)

Um exemplo diferente, o sulfato de sódio. Acima de 33 ºC, sua solubilidade com a temperatura vai variar muito pouco  KRUMGALZ, B.S. J. Phys. Chem. Ref. Dat. (2018).

 

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