Lityum Nedir? (Özellikleri, Faydaları, Kullanımı)

Lityum, vücudumuzda bulunan ve birçok hastalığın tedavisinde kullanılan elementlerdendir. Bileşik ve alaşımları da farkı sektörlerin hammaddesidir.

Lityum denince ilk olarak aklımıza pil veya bataryalar gelebilir. Ancak lityum elementi, metal ve mineral olarak birçok alanda kullanılan önemli bir madde. Örneğin vücudumuzda lityum eksikliği birçok hastalığa yol açabilirken, depresyon ve sinir hastalıkları gibi birçok hastalığın tedavisinde de lityum önemli bir rol oynuyor. Enerji depolamada aranan elementlerden olan lityumun önemi giderek artıyor.

Tarihçe

Lityum adı, Yunanca “litos” yani “taş” sözcüğünden geliyor. Lityum minerali olan petalit, İsveç’in Uto adasında Brezilyalı doğa bilimcisi ve jeolog Joze Bonifacio de Andralda e Silva tarafından 1790 yılında keşfedildi. Mineralin ateşe atıldığında yoğun kızıl bir alev verdiği gözlemlendi. 1817 yılında İsveçli kimyager Johan August Arfwedson, bu minerali analiz etti ve daha önce bilinmeyen bir metalin varlığını tespit etti. Bu metale “lityum” adını verdi. Bulunan yeni metalin alkali ve hafif bir sodyum versiyonu olduğunu fark etti. Sodyumdan farklı olarak elektroliz yöntemi ile ayrıştırılamadı. 1821 yılında İngiliz kimyager William Brande, lityum oksitten elektroliz yöntemi ile ilk kez lityum elde eden kişi oldu. Ancak elde edilen miktar küçüktü, deneyler ve ölçüm için yeterli değildi. 1855 yılında Alman kimyager Robert Bunsen ve İngiliz kimyager Augustus Matthiessen, erimiş lityum klorisidin elektrolizi yöntemi ile lityum elde etti. İkinci Dünya Savaşı’ndan sonra lityum metali ve bileşiklerinin üretimi hızla artmaya başladı.

Kimyasal Özellikleri

Lityumun kimyasal sembolü “Li”dir. Atom numarası 3, atom ağırlığı 6,941 olan lityum, periyodik tablonun birinci grubunda alkali metaller arasında yer alır. İkinci gruptaki toprak alkalilerin özelliklerini de gösterir. Erime noktası 179 derece, kaynama noktası 1814 derecedir. Saf lityum gümüşî renkte, yumuşak bir elementtir. Bıçakla kesilebilir. Sodyumla benzer özellikler taşır. Ancak sodyuma oranla daha az aktiftir ve daha serttir.

Yoğunluğu en düşük metaldir. Bu sebeple hidrokarbonlar üzerinde batmadan durabilir. Oda sıcaklığında azot ile reaksiyona giren tek metaldir. Su ile şiddetli tepkimeye girer. Hava ve su ile kolayca oksitlenir ve lekelenir, kararır. Su ve su buharındaki oksijenle tutuşur. Havadaki oksijenle reaksiyona girerek lityum oksidi oluşturur. Oksitlenmesinin önlenmesi için yağ içinde saklanır. Sıvı halinin sıcaklık değerleri lityumu kullanışlı hale getirir. İnorganik ve organik reaktiflerle çok sayıda reaksiyona girer. Halojenlerle kolayca bağlanır ve ışık emisyonlu halojenürler oluşturur. Bitkiler tarafından kolayca emilir, bu sebeple birçok sebzede lityum içeriği vardır.

Doğada nadirdir, saf olarak bulunmaz. Yerkabuğunda bulunma oranı yüzde 0,006 civarındadır. Deniz suyunda 0,1 ppm lityum olduğu tahmin ediliyor. Ticari lityum elde etmek için spodumen minerali önemli bir cevherdir. Killer, tuzlu yer altı suları (salamuralar), çeşitli minerallerde lityum içerikleri bulunmaktadır. Lityum içeren mineral sayısı 150 civarındadır; ancak ticari lityum içeren ekonomik mineraller çok azdır. Ticari lityum içeren bazı mineraller şunlardır; petalit, spodümen,lepidolit, ambligonit, trifilit.

Kütle numaraları 5 ila 9 arasında değişen 5 izotopu vardır. Doğada bulunan lityum elementinin yüzde 92,5’i “lityum-9”, yüzde 7,3’ü de “lityum-6” izotoplarıdır. Diğer izotopları ise radyoaktiftir ve yarılanma süreleri çok kısadır.

Bunları Biliyor Musunuz?

• Lityum alevin üzerine konulduğunda göz alıcı kırmızı bir renk verir; ancak yanmaya başladığında parlak beyaz bir alev verir.
  
• Lityum alevleri kolay kolay söndürülemez; bunun için özel kimyasallar içeren söndürücü maddeler kullanılır.
  
• Hava ve su ile yanması ve patlama ihtimaline rağmen diğer alkali metaller kadar tehlikeli değildir.
  
• Alüminyum ve magnezyumla alaşımı daha güçlü ve daha hafiftir.
  
• “Lityum-6” ve “Hidrojen-2 (döteryum)” izotopları ile oluşturulan lityum hidrit bileşiği, hidrojen bombalarında kullanılır.
  
• Neredeyse bütün kayalarda az miktar da olsa lityum içeriği vardır.
  

Hangi Ürünlerde Kullanılır?

Lityum, pil ve bataryaların önemli bir maddesidir. Cep telefonları, dizüstü bilgisayarlar, tabletler, kameralar ve fotoğraf makineleri gibi elektronik cihazların şarj edilebilir bataryaları lityumdan üretilir. Lityum piller, çinko pillerden daha fazla güce sahiptir ve anot olarak kullanılmaktadır.

Lityum oksit, özel camlar ve cam seramiklerin üretiminde; lityum stereat, yüksek sıcaklıkta çalışan parçalar için yağlayıcı olarak; lityum hidrit, hidrojen yakıtı depolanmasında kullanılır. Lityumun metal formunun magnezyumla alaşımı zırh kaplamalarında kullanılmaktadır. Lityum-alüminyum alaşımı ise, hafifliği sebebiyle uçak gövdelerinde kullanılır. Ayrıca lityum karbonat bileşiği alüminyum üretiminde kullanılan maddelerdendir. En çok kullanılan bileşiği de lityum karbonattır. Bakır ve bakır alaşımlarını zehirli gazlardan arıtmada lityumdan faydalanılır. Kurşun ve kalsiyum içerikli bazı alaşımları sertleştirir.

Lityumun kullanıldığı diğer bazı ürünleri şöyle sayabiliriz; elektrik ve elektronik ürünleri, şarj edilebilir ve edilemez pil ve bataryalar, kalp pilleri, saatler, oyuncaklar, bisiklet gövdeleri, uçaklardaki kaplama uygulamaları, lehimler, aküler, yüksek hızlı trenler, klimalar, kurutma sistemleri, seramik, ilaçlar, motor yağı, gres, ısı transferi alaşımları, radyo vericileri, nükleer reaktörler…

Lityum ve Sağlık

Lityumun insan sağlığı üzerindeki etkileri ilk olarak 1949 yılında Avustralyalı psikiyatr John Cade tarafından belgelendi. Cade, lityum karbonat solüsyonunu kobay hayvanlara zerk etti ve hayvanların birkaç saat hayranlık uyandıracak şekilde uysallaştığını tespit etti. Bu araştırma sonucu lityum ve bileşiklerinin beyinde sakinleştirici etkileri olduğu tescillendi. Daha sonra ABD Gıda ve İlaç İdaresi (FDA), lityum karbonat ve lityum sitrit içerikli ilaçlara onay verdi.

Lityum, insan sağlığı açısından önemi bulunan bir element. “Li+” iyonunun nörolojik etkileri bulunuyor. Bu sebeple lityumlu bileşikler farmakolojik uygulamalarda kullanılır. İnsan vücudu da lityum elementi içerir. Lityumun düşük bir miktarının bile sinir sistemini koruduğu ve sinir hücrelerinin gelişimine katkı sağladığı yönünde bilgiler mevcut. Depresyon tedavisinde antidepresan ilaçlarda kullanılmaktadır. Beyindeki kimyasal bileşiklerin aktivitelerini artırarak zihinsel bozukluklara karşı yardımı olduğu tespit edilmiştir. Sinir ve kas hücrelerindeki sodyum alışverişini düzenler. Vücut tarafından hızla emilir ve tüm vücuda 12 saat içinde dağılır. Lityum vücuttaki ilaçlar, enzimler, hormonlar, vitaminlerle ve büyüme faktörleri ile çok farklı şekillerde çalışır.

Lityumun olumlu etkileri görülen bazı hastalıklar şunlardır; bipolar bozukluk, depresyon, manik hastalıklar, şizofreni, zihinsel hastalıklar, anoreksiya, bulimia, anemi, nötropeni, kan hastalıkları, baş ağrıları, alkol tedavileri, diyabet, karaciğer ve böbrek hastalıkları, artrit, troid, astım, graves, meniere, karıncalanmalar, hiperaktivite, davranış bozuklukları, saldırganlık…

Lityum miktarının az veya fazla olmasına göre bazı yan etkileri de bulunuyor. Lityumun vücuttaki en büyük zararı vitaminleri emici bir yapısının olmasıdır. Bu sebeple lityum içerikli ilaçların yanında vitamin alınması gerekir. Lityum içerikli ilaçların mide bulantısı, ishal, gastrit, baş dönmesi, kilo alımı ve halsizlik gibi yan etkileri vardır. Ayrıca ciltte sedef hastalığını tetikleyebiliyor. Hamile kadınlarda fetus zehirlenmeleri, kalp ve doğum sorunlarına yol açabilmektedir. Sık idrara çıkardığı için susuzluğa yol açar. Yüksek miktarda lityum alımı zehirlenmeye neden olabilir. Vücuttaki lityum eksikliği ise, eklem ağrıları, saç kırılmaları, soğuk havalara karşı aşırı duyarlılık, depresyon, yorgunluk ve cilt kuruluğu gibi sorunlara yol açabiliyor. Lityum cilde temas ettiğinde tahrip edicidir. Toz hali veya alkali bileşiklerinin solunması halinde solunum yollarına hasar verebilir.

Lityum içeren bazı besinler ise şunlardır; içme suları, maden suyu, süt, yumurta, marul, zeytin, tahıllar, çavdar, inek ciğeri, patlıcan, pırasa, kereviz, domates, patates, sebzeler, portakal ve deniz ürünleri…

Bu arada, ilginç bir araştırmadan da bahsedelim. Suda bulunan lityumun insanların üzerinde bazı etkileri olduğu tespit edilmiştir. 1990 yılında Amerika’da yapılan bazı araştırmalarda içme suyundaki lityum miktarı ile cinayet, intihar ve tecavüz gibi vakalar arasında bağ olduğu tespit edilmiştir. Örneğin, sudaki lityum miktarı fazla olan bölgelerdeki intihar vakalarının, az olan bölgelere göre yüzde 40 oranında daha az olduğu belirlenmiştir. Japonya, Avustralya ve Yunanistan’da yapılan araştırmalarda da benzer sonuçlar ortaya çıkmıştır.

Hangi Ülkelerde Rezervi Bulunur?

Dünyada görünür ve potansiyel lityum rezervinin 7 milyon ton olduğu tahmin edilmektedir. Yıllık lityum üretimi ise 40 bin ton civarındadır.

Günümüzde ticari lityumun çoğu Şili’deki tuzlu su kaynaklarından elde edilmektedir. ABD Nevada ve Kaliforniya’da tuzlu göl kaynaklarında lityum rezervleri bulunmaktadır. Lityum rezervi bulunan diğer ülkeler şunlardır; Bernic Gölü (Manitoba), Kanada, Bikita (Zimbabwe), Manono (Zaire), Avustralya, Finlandiya, Rusya, Brezilya, Bolivya, Arjantin, Tibet…

Türkiye’de ise, işlenebilir ölçekte ticari lityum kaynağı bulunmuyor. Ancak Tuz Gölü, Kırka ve Bigadiç bölgelerindeki killerin gelecekte lityum kaynağı olabileceği şeklinde bazı değerlendirmeler yapılıyor.