Potassium is een alkalimetaal en werd in 1807 in zuivere elementaire vorm verkregen door Hymphry Davy. Het is een biologisch essentieel element en heeft ook verschillende industriële toepassingen, waaronder meststoffen, pesticiden, explosieven enz.

Ontdekking en geschiedenis

Kalium werd ontdekt uit de as van planten en zijn naam werd afgeleid van potas (plantenas). Vroeger werd kalium gewonnen door as van verbrande bomen samen met water in een pot te doen. Het mengsel werd verhit en de oplossing verdampt om potas (kalium) te verkrijgen. Het werd voor het eerst in zuivere vorm verkregen door Humphry Davy (1807), door het proces van elektrolyse. Het symbool van kalium is K en is afgeleid van kali (alkali), dat is afgeleid van het Arabische werk voor plantaardige as (al-qalyah) .

Kalium

Periodiek systeem	Groep 1 Periodiek 4
Staat bij 20C	Solid
Color	Silvery-grijs
Elektronenconfiguratie	4s1
Elektronnummer	19
Protonnummer	19
Elektron Shell	2, 8, 8, 1
Dichtheid	0.86 g.cm-3 bij 20°C
Atoomnummer	19
Atomaire massa	39,10 g.mol -1
Elektronegativiteit volgens Pauling	0,82

Occurrence

Kalium komt in de natuur voor in de vorm van ionische zouten. In verhouding tot de overvloed is het het 20e meest voorkomende element in het zonnestelsel en het 17e meest voorkomende op aarde (maakt ongeveer 2,6% van het gewicht van de aardkorst uit). Het wordt ook gevonden in opgeloste vorm in zeewater en vormt ongeveer 0,04% kalium in gewicht. Het heeft een lage eerste ionisatie-energie (418,8 kL/mol). Kalium is ook aanwezig in supernova’s en wordt geproduceerd door een explosief zuurstofverbrandingsproces. In het menselijk lichaam vormt kalium ongeveer 0,2% van de massa en is het ongeveer het achtste meest voorkomende element van het menselijk biologisch systeem. Het is een belangrijk bestanddeel van diverse proteïnen en enzymen. Kalium is ook aanwezig in fruit (hoge concentraties in bananen, avocado’s), groenten (aardappelen, tomaten, bietengroen, witte bonen), vis en vlees.

Fysische kenmerken

Kalium is zilverwit, zacht metaal met de op één na laagste dichtheid (0,89 g/cm3). Onder normale omstandigheden kan kalium met een mes worden gesneden. Kalium wordt aangetast door blootstelling aan lucht en zuurstof. Kalium kan drijven op water. Het heeft een kookpunt van 770 °C en een smeltpunt van 63 °C. Het behoort tot groep 1 (1A) van het periodiek systeem. Kalium reageert heftig met water (waarbij kaliumhydroxide wordt gevormd) en brandt met een lichtpaarse kleur.

Chemische kenmerken

Kalium heeft één valentie-elektron, dat gemakkelijk verloren gaat om een positieve lading te krijgen. Kalium is een van de alkalimetalen en het kan zich met anionen verbinden tot zouten. Het is zeer reactief en wordt bij blootstelling aan de lucht snel geoxideerd, waarbij kaliumperoxide ontstaat. Kalium reageert heftig met water (waarbij kaliumhydroxide wordt gevormd) en brandt met een lichtpaarse kleur. Kalium reageert niet met koolwaterstoffen (kerosine of minerale olie). Kalium is een krachtig reductiemiddel en is in geoxideerde vorm zeer stabiel. Met water vormt kalium een sterk alkali (KOH). De verbindingen van kalium zijn sterk ionisch en hebben een hoge oplosbaarheid.

Belang en gebruik

• Het wordt veel gebruikt in meststoffen. Het is het grootste industriële gebruik van kalium en ongeveer 90% van het in de wereld geproduceerde kalium wordt gebruikt bij de productie van diverse meststoffen.
• Het is een algemeen gebruikt additief voor levensmiddelen en is het hoofdbestanddeel van bakpoeder en zilverspiegels.
• Kaliumchromaat is een veel gebruikt pigment en maakt deel uit van kleurstoffen, inkten, beitsen enz.
• Kalium wordt gebruikt in de leerlooi-industrie.
• Het wordt gebruikt voor het maken van vuurwerk, lucifers en explosieven (kaliumchloraat).
• Kaliumcarbonaat, gewoonlijk potas genoemd, wordt veel gebruikt bij de fabricage van zeep, glas, fluorescentielampen, brandblussers en kleurentelevisie.
• Kaliumbromide wordt als kalmeringsmiddel gebruikt.
• Het wordt gebruikt als warmte-uitwisselingsmateriaal, in kerncentrales.
• Kalium wordt ook gebruikt bij het maken van insecticiden en pesticiden.

Gezondheidsrisico’s

Kalium is een essentiële voedingsstof en het menselijk lichaam heeft een evenwichtige toevoer (ongeveer 3,3 gram per dag) van kalium nodig. Een tekort aan kalium kan leiden tot hypokaliëmie en hypertensie. De reactie van kalium met water is zeer exotherm en spatten kan leiden tot brandwonden en beschadiging van de huid. Het reageert explosief met zwavelzuur, dus speciale voorzichtigheid is vereist bij het hanteren van kalium.

Isotopen van kalium

Er zijn ongeveer twee dozijn isotopen van kalium, en drie daarvan komen in de natuur voor (39K, 40K en 41K). 40K is de radioactieve isotoop. Het is in grote overvloed aanwezig in het menselijk lichaam en ongeveer 4.400 kernen van 40K vervallen per seconde in een gemiddeld menselijk lichaam. 40K is de grootste bron van natuurlijke radioactiviteit en wordt veel gebruikt voor datering van gesteente. 39K is de meest voorkomende isotoop en vormt ongeveer 93,3 % van de kaliumisotopen .

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

Webb, D. A. (April 1939). “The Sodium and Potassium Content of Sea Water” (PDF). The Journal of Experimental Biology (2): 183.

Dye, J. L. (1979). “Compounds of Alkali Metal Anions”. 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). “Effecten van oraal kalium op de bloeddruk. Meta-analysis of randomized controlled clinical trials”. JAMA. 277 (20): 1624-32. doi:10.1001/jama.1997.03540440058033. PMID 9168293.

“Straling en Radioactief Verval. Radioactief Menselijk Lichaam”. Harvard Natuurwetenschappen Lecture Demonstrations. Opgehaald 2 juli 2016