sulfato de litio

El sulfato de litio es soluble en agua, aunque no sigue la tendencia habitual de aumento de la solubilidad de la mayoría de las sales con la temperatura. Por el contrario, su solubilidad en agua disminuye al aumentar la temperatura, ya que su disolución es un proceso exotérmico . Esta propiedad relativamente inusual, también llamada solubilidad retrógrada , la comparten 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 en la disolución de gases en agua, pero se observa con menos frecuencia en la disolución de sólidos. El carbonato de calcio también presenta solubilidad retrógrada, pero esta también depende del comportamiento de la disolución _de CO₂ en los equilibrios calcocarbonato.

Los cristales de sulfato de litio, al ser piezoeléctricos , también se utilizan en ensayos no destructivos por ultrasonidos debido a su alta eficiencia como receptores de sonido. Sin embargo, su solubilidad en agua supone un inconveniente en esta aplicación.

Debido a sus propiedades higroscópicas , la forma más común de sulfato de litio es el monohidrato de sulfato de litio. El sulfato de litio anhidro tiene una densidad de 2,22 g/cm³ ^; sin embargo, pesarlo puede resultar engorroso, ya que debe hacerse en una atmósfera sin agua.

El sulfato de litio posee propiedades piroeléctricas . Al calentar una solución acuosa de sulfato de litio, 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, experimenta una disociación exotérmica . Esto es similar al sulfato de sodio , que también presenta 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 fase II común, el sulfato de litio tiene un sistema cristalino monoclínico esfenoidal con longitudes de arista de a = 8,23 Å, b = 4,95 Å, c = 8,47 Å y β = 107,98°. Cuando el sulfato de litio se calienta por encima de 130 °C, cambia a un estado anhidro, pero conserva su estructura cristalina. No es hasta los 575 °C cuando se produce 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/ ^cm³ . ^{[ 7 ]}

Sulfato de litio monohidrato ( Li₂ SO₄ ·H_{El 2} O) que contiene alrededor del 10 % de litio es un producto químico útil para la producción dehidróxido de litiopara la cadena de suministro de materiales de baterías de iones de litio. Es un material menos reactivo que el LiOH y, por lo tanto, se puede almacenar y transportar más fácilmente. ^{[ 10 ] [ 11 ]}

La materia prima de concentrado de espodumeno de roca dura se procesa mediante tostación ácida, seguida de lixiviación con agua, logrando una recuperación de litio del 84-88%. La solución de lixiviación purificada se evapora, dando como resultado un producto sólido primario de sulfato de litio compuesto principalmente de sulfato de litio monohidratado ( Li₂ SO₄ ·H₂ O).