Le lithium, numéro atomique 3, est un élément polyvalent. Il est utilisé dans la production d’avions et dans certaines batteries. Il est également employé dans le domaine de la santé mentale : Le carbonate de lithium est un médicament fréquent pour le trouble bipolaire, stabilisant les sautes d’humeur maniaques de ce trouble.
Selon la Royal Society of Chemistry, le naturaliste et homme d’État brésilien Jozé Bonifácio de Andraldo e Silva a découvert le minéral pétalite (LiAISi4O10) sur l’île suédoise d’Uto dans les années 1790 (RSC). Le minéral est de couleur blanche à grise, mais lorsqu’on le jette dans une flamme, il émet une flamme rouge brillante.
En 1817, le scientifique suédois Johan August Arfwedson a trouvé dans la pétalite un élément jusqu’alors inconnu. Il n’a pas réussi à isoler complètement le métal, mais il a pu isoler l’un de ses sels. Le nom lithium dérive du mot grec pour « pierre », lithos.
Le lithium n’a pas été isolé avant 1855, lorsque le chimiste britannique Augustus Matthiessen et le chimiste allemand Robert Bunsen ont envoyé un courant électrique à travers le chlorure de lithium pour séparer l’élément.
Le lithium est un métal unique à bien des égards. Il est si mou qu’un couteau de cuisine peut être utilisé pour le couper, et sa densité est si faible qu’il flotte sur l’eau. En outre, il est solide dans une large gamme de températures, avec l’un des points de fusion les plus bas de tous les métaux et un point d’ébullition élevé.
Comme le sodium, le lithium réagit avec l’eau de manière spectaculaire. La combinaison du lithium et de l’eau produit de l’hydroxyde de lithium et de l’hydrogène.
Propriétés du lithium
- Nombre de protons dans le noyau (numéro atomique) : 3
- Symbole atomique (selon le tableau périodique) : Li
- Masse atomique (masse atomique moyenne) : 6.941
- 0.534 grammes par centimètre cube est la densité de l’eau
- phase solide à température ambiante
- Point de fusion : 356.9 degrés Fahrenheit (180.5 degrés Celsius)
- Point d’ébullition : 2448 degrés Fahrenheit (1342 degrés Celsius)
- il existe 10 isotopes (atomes du même élément avec un nombre variable de neutrons) ; 2 sont stables.
- Les isotopes les plus fréquents : Li-7 (92,41 % d’abondance naturelle), Li-6 (7,59 % d’abondance naturelle)
Le cerveau du lithium
Selon le Jefferson Lab, le lithium constitue à peine 0,0007 % de la croûte terrestre et se trouve exclusivement dans les minéraux et les sels. Le National Institute of Mental Health rapporte que les sels de lithium ont été les premiers médicaments autorisés par la Food and Drug Administration pour le traitement de la manie et de la dépression.
Aujourd’hui, le carbonate de lithium est l’ingrédient médicinal le plus souvent vendu. Personne ne sait précisément comment le lithium stabilise l’humeur. Les effets multiples sur le système neurologique sont étayés par la recherche. En 2008, par exemple, des chercheurs ont publié dans la revue Cell que le lithium interfère avec l’activation d’un récepteur de la dopamine.
Une étude publiée en 2011 dans la revue Biological Psychiatry a révélé qu’il semble également augmenter le volume du cerveau (bien que cette recherche soit vivement contestée).
Lors d’une expérience avec des vers, des biologistes du MIT ont découvert que le lithium inhibe une protéine cruciale dans le cerveau des vers, entraînant la mise en sommeil des neurones associés à une habitude d’évitement. Sans cette protéine, les vers ont cessé d’éviter les germes dangereux. Les résultats, qui devraient être reproduits chez l’homme, montrent que l’élément fait taire des neurones particuliers dans le cerveau et pourrait avoir un impact apaisant, comme l’ont publié les chercheurs dans la revue Current Biology en 2016.
Le lithium dans l’espace
Selon la NASA, seuls le lithium et les premier et deuxième éléments chimiques les plus légers (respectivement l’hydrogène et l’hélium) existaient au début du cosmos. Or, selon la théorie du Big Bang, l’univers devrait contenir trois fois plus de lithium que ce que l’on peut comptabiliser dans les étoiles les plus anciennes. Cette divergence est connue sous le nom d’énigme du lithium manquant.
Selon le cosmologiste Pasquale Serpico, du Centre national de la recherche scientifique (CNRS) et de l’université de Savoie-Mont-Blanc (France), la découverte de ce « lithium manquant » remonte aux années 1980. Elle a généré une « tension », selon Serpico, entre ce que les données du Big Bang et les observations stellaires ont révélé concernant l’abondance du lithium.
Les astrophysiciens continuent de mener des recherches pour localiser ou expliquer l’absence de ce lithium « manquant ». En réalité, les scientifiques ont récemment découvert une grosse étoile contenant 3 000 fois plus de lithium que les « géantes » typiques, comme ils l’ont rapporté dans le numéro d’août 2018 de Nature Astronomy. Ils ont proposé deux explications potentielles : L’énorme étoile a avalé sa planète, absorbant le lithium à bord ; le lithium peut également provenir de l’étoile, atteignant sa surface avant d’être annihilé par les couches profondes de l’étoile, selon un communiqué sur la découverte.
Plus d’info sur le lithium
Les batteries lithium-ion sont la clé d’une alimentation légère et rechargeable pour les ordinateurs, les téléphones et autres gadgets numériques. Selon l’United States Geological Survey, l’Argentine et le Chili ont augmenté leur production de lithium de 15 % chacun en 2014 pour satisfaire la demande croissante. La production mondiale a augmenté de 6 pour cent cette année-là.
Le lithium et un autre composant des batteries, le cobalt, pourraient devenir limités à mesure que la demande augmente, affirment Stefano Passerini et Daniel Buchholz, tous deux du Helmholtz-Zentrum Ulm en Allemagne, dans un communiqué de 2018 présentant leur analyse de la disponibilité future des deux matériaux (s’ouvre dans un nouvel onglet).
En outre, l’analyse a indiqué que les deux sont concentrés dans les nations moins stables politiquement. Les chercheurs ont donc plaidé pour la création de nouvelles technologies de batteries basées sur des matériaux non toxiques.
Selon l’USGS, il existe une mine de lithium dans le Nevada aux États-Unis. Les plus grands producteurs de lithium au monde sont le Chili et l’Australie.
Le lithium est un composant utilisé dans les feux d’artifice : un mélange de sels de lithium et de strontium, ainsi que quelques autres composés, produit la couleur rouge vif des explosions.
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