リチウムとは

2021年9月15日2021年9月26日

リチウム（Li｜Lithium）は原子番号3、常温25℃で銀白色固体のアルカリ金属です。電池の名称で聞くことの多い物質で、再充電可能なリチウムイオン電池としても活用されますが、存在料の少ない同位体⁶Liはトリチウム（三重水素｜³H）を製造するのに必要な原料です。

元素「リチウム」の詳細

元素の詳細な情報、数値は次の表の通りです。

リチウムの物理的性質

地球上の海水に2,300億トン近くリチウムが溶け込んでいるとされ、資源量には不安はない（ボリビアのウユニ塩湖が最大埋蔵量）とされています。特にプランクトンなどの水棲生物が濃縮するので、プランクトンを大量に食べる人がいる場合は、摂取量に注意が必要です。

主な用途は

• 陶器
• ガラス
• 一次電池
• 二次電池
• グリス（潤滑）

で、あまり単体を見ることはないですが、身近な場所に相当量リチウムがこっそり使われています。炎色反応は紅色（670.8nm、610.4nm、460.3nm）を呈します。

比較的柔らかい金属（リチウムの硬度0.6）ですが、ナトリウムよりは硬いです。滑石（Mg₃(Si₄O₁₀)(OH)₂）が硬度1で、爪でひっかく程度で傷をつけられるため、リチウムも爪で傷をつけることは容易いでしょう。

リチウムの化学的性質

リチウムは、ナトリウムやカリウムよりは反応性が劣るが、空気中に一定量の水分（H₂O）があると、窒素と反応して窒化リチウムができ、加熱すれば酸化リチウムが生成されます。

【窒化リチウムの合成】

6Li　＋　N₂　→　2Li₃N

【アンモニアの合成】（不活性ガス&常温下で水と反応）

Li₃N　＋　3H₂O　→　3LiOH　＋　NH₃

【酸化リチウムの合成】

4Li　＋　O₂　→　2Li₂O

【炭酸リチウムの合成経路】（出典：海水資源の有効利用-炭酸リチウムの晶析特性-）

LiOH　→　Li⁺　＋　OH^ｰ

CO₂　＋　2OH^ｰ　→　CO₃^2-　＋　H₂O

2Li⁺　＋　CO₃^2-　→　Li₂CO₃

Li₂CO₃　＋　CO₂　＋　H₂O　→　2Li⁺　＋　2HCO^3-

または

Li₂O　＋　CO₂　→　Li₂CO₃

そうはいってもリチウムは反応しやすい物質ではあり、酸化リチウムは二酸化炭素を吸収する形で応用可能なため、目立たない（学校であまり取り扱わない）にしても有効活用の可能性は広くあります。