I METALLI RARI

i metalli rari

Sara Costantino, Stefano Ferrario, Emma Gasparri, Chiara Sciocco, Giacomo Verga.

di quali metalli rari tratteremo?

LITIO

RUBIDIO

cesio

berillio

DOVE SI TROVANO NELLA TAVOLA PERIODICA?

NELLA TAVOLA PERIODICA

LITIO

RUBIDIO

CESIO

BERILLIO

DOVE SI TROVANO NELLA TAVOLA DELLA DISPONIBILITA'?

LITIO: disponibilità limitata, a rischio in futuro RUBIDIO: piena disponibilità CESIO : piena disponibilitàBERILLIO: piena disponiblità

COS'è LA TAVOLA DELLA DISPONIBILITà?

Nel 2019 l’European Chemical Society ha presentato una tavola chiamata «Element scarsity», progettata con l’intento di sensibilizzare tutti noi sulla scarsità di molti elementi chimici naturali.La tabella è codificata con colori diversi (dal verde al rosso) per mettere in risalto la relativa disponibilità.Oltre ai colori che caratterizzano la quantità utilizzabile, è usato anche il colore grigio per evidenziare quegli elementi provenienti da zone di conflitto o utilizzati per finanziare guerre.

il litio

estrazione del litio

Sebbene tale elemento sia largamente disponibile, non si trova in natura allo stato metallico: a causa della sua reattività, infatti, si presenta sempre legato ad altri elementi o composti. Il litio che si trova nelle rocce di lepidolite e spodumene.

Medicina

Il deuteruro di litio era il materiale utilizzato nelle prime versioni della bomba all'idrogeno.

Nucleare

Applicazione in ambito militare

Metallurgia

Leghe

Il litio è una componente degli elettrodi nelle batterie.

Gli utilizzi del litio:

Vetri e materiali ceramici

Batterie

Il litio viene usato in leghe con alluminio e magnesio, migliorandone la resistenza e rendendole più leggere.

Il litio facilita la fusione dei metalli ed elimina la formazione di ossidi assorbendo le impurità.

Il litio metallico è utilizzato come additivo ad alta energia di propellenti dei razzi.

Il litio è utile per la cura del disturbo bipolare, sotto forma di carbonato di litio.

Per lo smaltimento batterie al litio occorre portarle nei centri di raccolta, nei negozi o nelle isole ecologiche presenti nei comuni di appartenenza. Saranno aziende specializzate a occuparsi di smaltire le batterie al litio in modo corretto.

RICIClo O SMALTIMENTO:

il rubidio

della crosta terrestre

0,005%

65%

ESTRAZIONE DEL RUBIDIO

Questo elemento è ritenuto essere il sedicesimo per abbondanza nella crosta terrestre. In natura si rinviene nei minerali leucite, pollucite e zinnwaldite, che contengono fino all'1% del suo ossido. Un notevole giacimento di pollucite si trova in Canada.

Gli utilizzi del rubidio:

Realizzazione di propulsori ionici per veicoli spaziali

Fluido di raffreddamento nelle turbine

Degasatore nelle valvole termoioniche

Componente di fotocellule

Realizzazione di vetri speciali

Realizzazione di orologi atomici a basso costo

Il recupero del rubidio dai materiali di scarto richiede processi chimici specifici, ma è possibile. Tuttavia, data la sua rarità e costo, il riciclo non è sempre economicamente vantaggioso.

RICICLo O SMALTIMENTO:

il CESIO

estrazione del CESIO

La produzione mondiale dei composti di cesio è di appena 20 tonnellate all'anno. Come metallo il cesio si trova nella lepidolite, nella pollucite (silicatoidrato di alluminio e cesio) e in altri minerali.

gli utilizzi del cesio:

lubrificante

Il formiato di cesio è usato come lubrificante nella perforazione delle rocce.

OROLOGI

Isotopi del cesio sono impiegati negli orologi atomici.

Navi spaziali

Questo metallo è stato usato anche in astronautica per sistemi di propulsione a ioni per sonde spaziali.

Il cesio, in quanto elemento radioattivo, non è riciclabile nel senso convenzionale del termine. La sua gestione e smaltimento richiedono procedure specifiche e rigorose, in conformità con le normative sulla sicurezza nucleare.

Riciclo o smaltimento:

il berillio

estrazione del berillio

Il berillio si trova in 30 diversi minerali, i più importanti sono: bertrandite, berillo, crisoberillo. Forme preziose di berillo sono l'acquamarina e lo smeraldo.

gli utilizzi del berillio:

leghe

Le leghe rame-berillio sono usate nell'industria aerospaziale e militare.

SISTEMI DIAGNOSTICI

Sottili fogli di berillio vengono usati negli strumenti a raggi X.

molle e computer

Il berillio è inoltre utilizzato nella costruzione di parti di computer e molle per orologeria.

Gli scarti contenenti berillio sono materiali preziosi che dovrebbero essere riciclati ove possibile. Se non riciclabili, essi devono essere smaltiti in conformeità con le normative in vigore negli stati membri dell'UE.

RICICLo O SMALTIMENTO:

AGENDA 2030

OBIETTIVO 9:

Costruire un’infrastruttura resiliente, promuovere l’industrializzazione inclusiva e sostenibile e sostenere l’innovazione. Per rendere sostenibili le industrie, entro il 2030 le risorse dovranno essere impiegate in modo più efficiente e si dovranno incentivare tecnologie e processi industriali puliti e rispettosi dell’ambiente.

OBIETTIVO 12:

Garantire modelli di consumo e produzione sostenibili. L’obiettivo è adottare un approccio rispettoso dell’ambiente ai prodotti chimici e ai rifiuti. Il volume dei rifiuti dovrà essere notevolmente ridotto, tra le altre cose grazie al recupero.

elementi poco sostenibili

Il ciclo produttivo e di smaltimento dei metalli rari è poco sostenibile perché servono molta energia e avviene l'uso di sostanze chimiche. Sono allo studio vie alternative di estrazione, come quelle plant-based o microbial-based, che utilizzano tecnologie biogeochimiche. Un'altra consiste nell’estrazione da suoli arricchiti di terre rare, sfruttando il meccanismo di accumulo degli elementi presenti nel terreno da parte delle piante. Queste vie presentano vantaggi sia in termini di costi energetici sia di sostanze chimiche nocive utilizzate. Tuttavia, la tecnologia disponibile è ancora poco sofisticata e non è in grado di reggere la domanda crescente.

SITOGRAFIA:

• Metallo alcalino di colore argenteo-dorato
• Tenero e duttile
• Si fonde poco al di sopra della temperatura ambiente

• Capostipite dei metalli alcalini
• Tenero, duttile e malleabile; di color bianco argenteo
• Il più leggero dei metalli

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• Metallo alcalino
• Stato liquido poco al di sopra della temperatura ambiente
• Si infiamma spontaneamente all'aria e reagisce violentemente con l'acqua

• Capostipite dei metalli alcalino terrosi
• Allo stato metallico è di colore grigio acciaio
• Notevolmente duro, leggero e fragile

Il Litio si trova nel primo gruppo, secondo periodo.

Il Rubidio si trova nel primo gruppo, quinto periodo.

Il Berillio si trova nel secondo gruppo, secondo periodo.

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Il Cesio si trova nel primo gruppo, sesto periodo.