El lanzamiento de la misión Artemis II está programado para el 1 de abril, en ella, cuatro astronautas realizarán el mayor acercamiento humano a la Luna desde 1972
El mexicano contribuyó a resolver el histórico enigma de la discrepancia de abundancias químicas en nebulosas; la argentina Mercedes Bidart también fue reconocida, pero en la categoría de CreaEmpresa
Pese a que hubo una reducción en el consumo de bebidas alcohólicas entre adolescentes, el alcohol continúa siendo una de las principales amenazas para la salud de los jóvenes.
El radar de penetración de la NASA realizó el hallazgo en el hemisferio norte de Marte; el delta es anterior al Western Delta, que data de hace unos tres mil 500 tres mil 700 millones de años
Carlos Hernández Rodríguez 1,2, Ana Ximena Miranda Mondragón1, Adrián Sosa Domínguez 1
Como lo mencionamos en artículos anteriores, el litio es un elemento químico muy importante en nuestra vida moderna. En el sector energético representa una forma de almacenamiento de energía mediante las baterías; además, es un componente clave en la transición hacia energías renovables. Con respecto al área de la salud, el interés reside en su empleo para el tratamiento de disfunciones del estado del ánimo, como la bipolaridad. En la explotación de litio, es importante conocer la cantidad presente de su mineral ya sea en la salmuera o en las rocas ricas en litio. Por otro lado, también es importante monitorear la concentración de litio en la sangre ya que una cantidad elevada de este elemento puede producir daños a nivel neurológico o en la tiroides, riñones y tener efectos cardiovasculares. Además, un exceso de iones litio en el agua para beber puede ser una potencial fuente de intoxicación en humanos. Por estas razones es importante contar con métodos que nos permitan conocer la cantidad de litio que se encuentra presente en forma mineral en el suelo, en el cuerpo humano tras haberlo consumido o en los cuerpos de agua.
En el suelo, el litio se encuentra principalmente en pegmatitas, rocas volcánicas, salares y salmueras, así como en rocas sedimentarias (como las arcillas litíferas). En estos casos, primero se debe realizar una extracción para que el litio se libere de las rocas. Esto se realiza tratando el material con ácidos (lixiviación, digestión ácida), o bien, con un láser de alta energía que pulveriza cantidades muy pequeñas de la superficie de la roca. Una vez extraído el litio de la roca, muchas veces sedisuelve en agua y se prepara para su medición. Existen distintos métodos para medir la cantidad de litio presente en una muestra líquida, los cuales vamos a abordar a continuación.
En esta técnica, la muestra se evapora hasta que los iones litio pasan a un estado gaseoso. Luego, se irradia con una fuente de luz específica para litio, la cual es absorbida por los átomos de este elemento. La cantidad de luz absorbida se relaciona directamente con la cantidad de litio presente en la muestra (Figura 1). Las principales ventajas de esta técnica consisten en que es una técnica relativamente económica, robusta (permite cuantificar litio en distintas condiciones de medición) y ampliamente utilizada en laboratorios de todo el mundo. Sin embargo, existen otras técnicas que permiten cuantificar cantidades de litio más pequeñas en una muestra.
Figura 1. Esquema del funcionamiento de la técnica absorción atómica.
Aquí, la muestra líquida con iones litio es convertida en un aerosol fino mediante un nebulizador (el mismo principio que los nebulizadores médicos, pero con tamaños de partícula mucho menores). El aerosol es arrastrado a un plasma de argón que se calienta a temperaturas de 6,000 – 8,000 °C. En este estado, los átomos de litio emiten luz, la cual se separa y se mide. La cantidad de luz emitida es proporcional a la cantidad de litio presente en la muestra (Figura 2). Esta técnica posee varias ventajas como poder cuantificar cantidades pequeñas de litio en poco tiempo y con escasas interferencias, así como la cuantificación de varios elementos al mismo tiempo que el litio, pero su limitación consiste en ser una técnica muy costosa.
Figura 2. Esquema del funcionamiento de la técnica ICP-OES.
El principio de funcionamiento es similar a la ICP-OES, pero la ICP-MS es una versión mejorada (Figura 3). En esta técnica, más del 90% de los átomos de litio se logran ionizar. Las distintas especies de cationes formadas (por ejemplo: Li+, LiO+, LiAr+) son separadas y medidas. Esta técnica es más sensible que la ICP-OES, lo que implica que se pueden medir cantidades muy pequeñas de litio presente en la muestra. Sin embargo, presenta limitaciones como interferencias de ciertos cationes y compuestos de argón formados en el plasma, además de ser muy costosa.
Figura 3. Funcionamiento de la técnica ICP-MS.
En esta técnica, se dispara un láser de alta energía sobre la muestra, la cual se vaporiza y a la vez excita (es decir, dota de energía) a los átomos de litio contenidos en la muestra. Se produce un plasma a pequeña escala, dentro del cual los átomos de litio excitados emiten luz. La luz emitida se mide para determinar la cantidad de litio que hay en la muestra (Figura 4). Entre las ventajas de esta técnica se destaca que la muestra a analizar (puede ser un sólido como una roca, polvos, líquidos y gases) requieren poca preparación previa a la irradiación con el láser, se podría considerar no destructivo con la muestra (es decir, sólo se pierde una parte muy pequeña de la muestra a analizar), es rápida, permite identificar otros elementos además del litio y se puede operar remotamente. Sin embargo, como limitación se tiene que la composición de la matriz (es decir, el medio en el que se encuentra el litio dentro de la muestra) afecta fuertemente en las mediciones, el límite de detección se puede mejorar y la calibración requiere composiciones similares a la muestra.
Figura 4. Esquema de la cuantificación de litio mediante láser.
Los sensores electroquímicos ofrecen una alternativa más económica a las técnicas descritas anteriormente. Un sensor electroquímico está compuesto por un material conductor de la electricidad (electrodo), un material transductor (para convertir la respuesta de lo que se mide en electricidad) y una membrana selectiva (por ejemplo, a litio). Los sensores electroquímicos forman desde hace tiempo parte de nuestra vida cotidiana, como los glucómetros y las pruebas de embarazo y ovulación(Figura 5). La cantidad de litio presente en una muestra líquida también se puede medir con un sensor electroquímico. No solamente se han utilizado estos sensores para medir el litio presente en rocas (previamente tratadas para extraerlo y disolverlo en agua), sino también para monitorear su concentración en sangre, sudor, saliva y plasma sanguíneo. Las principales ventajas de estos dispositivos son su costo menor comparado con otras técnicas, portabilidad (es decir, facilidad para mover el sensor) y tamaño reducido, fácil de utilizar por cualquier persona y resultados altamente confiables. La tendencia actual es mejorar el diseño de los sensores electroquímicos para hacerlos más pequeños, más sensibles y económicos.
Figura 5. Determinación de litio mediante un sensor electroquímico.
Hoy en día podemos medir la cantidad de casi cualquier cosa que imaginemos utilizando los sensores y equipos apropiados. En el caso del litio, se cuentan con muchas técnicas disponibles para su medición. La investigación avanza en el área de los sensores electroquímicos para cuantificar este elemento tanto en suelos como en muestras biológicas y residuos de baterías.
1 Centro de Investigación en Química para la Economía Circular, CIQEC. Universidad Autónoma de Querétaro; 2 Universidad Politécnica de Querétaro
