Kalium on emäksinen metalli, ja Hymphry Davy sai sen puhtaana alkuaineena vuonna 1807. Se on biologisesti välttämätön alkuaine, ja sillä on myös erilaisia teollisia sovelluksia, kuten lannoitteita, torjunta-aineita, räjähteitä jne.

Löytö ja historia

Kalium löydettiin kasvien tuhkasta, ja sen nimi on johdettu kaliumista (kasvien tuhka). Alkuaikoina kaliumia uutettiin laittamalla poltetun puun tuhkaa kattilaan yhdessä veden kanssa. seos kuumennettiin ja liuos haihdutettiin, jolloin saatiin kaliumia (kaliumia). Humphry Davy (1807) sai sitä ensimmäisen kerran puhtaassa muodossa elektrolyysin avulla. Kaliumin symboli on K, ja se on johdettu sanasta kali (alkali), joka on peräisin arabian kielestä, joka tarkoittaa kasvien tuhkaa (al-qalyah) .

Kalium

Perioditaulukon luokitus	Ryhmä 1 Periodi… 4
Tila 20C:ssa	Kiinteä
Väri	Hopea…harmaa
Elektronikonfiguraatio	4s1
Elektroniluku	19
Protonimäärä	19
Elektronikuori	2, 8, 8, 1
Tiheys	0.86 g.cm-3 20°C:ssa
Atominumero	19
Atomin massa	39.10 g.mol -1
Elektronegatiivisuus Paulingin mukaan	0,82

Esiintyminen

Kalium esiintyy luonnossa ionisuoloina. Runsaussuhteessa se on 20. runsain alkuaine aurinkokunnassa ja 17. runsain alkuaine maapallolla (muodostaa noin 2,6 % maankuoren painosta). Sitä esiintyy myös liuenneena merivedessä, ja se muodostaa noin 0,04 painoprosenttia kaliumia. Sen ensimmäinen ionisaatioenergia on alhainen (418,8 kL/mol). Kaliumia esiintyy myös supernovien ympäristössä, ja sitä syntyy räjähdysmäisessä hapen palamisprosessissa. Ihmiskehossa kaliumia on noin 0,2 painoprosenttia, ja se on noin kahdeksanneksi yleisin alkuaine ihmisen biologisessa järjestelmässä. Se on erilaisten proteiinien ja entsyymien pääkomponentti. Kaliumia on myös hedelmissä (suuria pitoisuuksia banaaneissa, avokadoissa), vihanneksissa (perunat, tomaatit, punajuuret, valkoiset pavut), kalassa ja lihassa.

Fysikaaliset ominaisuudet

Kalium on hopeanvalkoinen, pehmeä metalli, jonka tiheys on toiseksi pienin (0,89 g/cm3). Normaaliolosuhteissa kaliumia voidaan leikata veitsellä. Kalium himmenee, kun se altistuu ilmalle ja hapelle. Kalium voi kellua vedessä. Sen kiehumispiste on 770 °C ja sulamispiste on 63 °C. Se kuuluu jaksollisen järjestelmän ryhmään 1 (1A). Kalium reagoi voimakkaasti veden kanssa (muodostaen kaliumhydroksidia) ja palaa vaalean violetilla värillä.

Kemialliset ominaisuudet

Kaliumilla on yksi valenssielektroni, joka häviää helposti ja saa positiivisen varauksen. Kalium on yksi alkalimetalleista ja se voi yhdistyä anionien kanssa suoloiksi. Se on hyvin reaktiivinen ja hapettuu nopeasti, kun se altistuu ilmalle muodostaen kaliumperoksidia. Kalium reagoi voimakkaasti veden kanssa (muodostaen kaliumhydroksidia) ja palaa vaalean violetin värisenä. Kalium ei reagoi hiilivetyjen (petroli tai mineraaliöljy) kanssa. Kalium on voimakas pelkistysaine ja erittäin stabiili hapettuneessa muodossaan. Veden kanssa kalium muodostaa vahvan emäksen (KOH). Kaliumin yhdisteet ovat erittäin ionisia ja niillä on suuri liukoisuus.

Merkitys ja käyttö

• Kaliumia käytetään laajalti lannoitteissa. Se on kaliumin suurin teollinen käyttökohde ja noin 90 % maailmassa tuotetusta kaliumista hyödynnetään erilaisten lannoitteiden valmistuksessa.
• Se on yleisesti käytetty elintarvikelisäaine ja leivinjauheen ja hopeointipeilien pääkomponentti.
• Kaliumkromaatti on laajalti käytetty pigmentti ja se on osa väriaineita, painovärejä, väriaineita jne.
• Kaliumia käytetään nahan parkituksessa.
• Sitä käytetään ilotulitteiden, tulitikkujen ja räjähdysaineiden valmistukseen (kaliumkloraatti).
• Kaliumkarbonaattia, jota tavallisesti kutsutaan kaliumkarbonaatiksi, käytetään laajalti saippuan, lasin, loistelamppujen, palosammuttimien ja väritelevisioiden valmistuksessa.
• Kaliumbromidia käytetään rauhoittavana aineena.
• Kaliumkarbonaattia käytetään lämmönvaihdinmateriaalina ydinvoimalaitoksissa.
• Kaliumia käytetään myös hyönteis- ja torjunta-aineiden valmistuksessa.

Terveysvaarat

Kalium on välttämätön ravintoaine ja ihmisen elimistö tarvitsee tasapainoisesti (noin 3,3 grammaa päivässä) kaliumia. Kaliumin puute voi johtaa hypokalemiaan ja verenpaineeseen . Kaliumin reaktio veden kanssa on erittäin eksoterminen ja roiskeet voivat aiheuttaa ihon palovammoja ja vaurioita. Se reagoi räjähdysmäisesti rikkihapon kanssa, joten kaliumia käsiteltäessä on noudatettava erityistä varovaisuutta.

Kaliumin isotoopit

Kaliumin isotooppeja on noin kaksi tusinaa, ja niistä kolme esiintyy luonnossa (39K, 40K ja 41K). 40K on radioaktiivinen isotooppi. Sitä esiintyy ihmiskehossa erittäin runsaasti, ja keskimäärin ihmiskehossa hajoaa noin 4 400 40K:n ydintä sekunnissa. 40K on suurin luonnollisen radioaktiivisuuden lähde, ja sitä käytetään laajalti kivien ajoituksessa. 39K on yleisin isotooppi ja muodostaa noin 93,3 % kaliumin isotoopeista .

http://www.chemistryexplained.com/elements/L-P/Potassium.html

Webb, D. A. (April 1939). ”Meriveden natrium- ja kaliumpitoisuus” (PDF). The Journal of Experimental Biology (2): 183.

Dye, J. L. (1979). ”Alkalimetallianionien yhdisteet”. Angewandte Chemie International Edition. 18 (8): 587-598. doi:10.1002/anie.197905871

. Whelton PK, He J, Cutler JA, Brancati FL, Appel LJ, Follmann D, Klag MJ (1997). ”Suun kautta otetun kaliumin vaikutukset verenpaineeseen. Satunnaistettujen kontrolloitujen kliinisten tutkimusten meta-analyysi”. JAMA. 277 (20): 1624-32. doi:10.1001/jama.1997.03540440058033. PMID 9168293.

”Säteily ja radioaktiivinen hajoaminen. Radioaktiivinen ihmiskeho”. Harvard Natural Sciences Lecture Demonstrations. Haettu 2. heinäkuuta 2016