Kálium

Sablon:Kálium/Táblázat A kálium (nyelvújításkori magyar nevén: hamany) a periódusos rendszer egyik kémiai eleme. Vegyjele K, rendszáma 19. Az I. főcsoportba, az alkálifémek közé tartozik. Elemi állapotban ezüstös színű, lágy, késsel vágható könnyűfém. Égetéskor a lángot fakóibolya színűre festi. Reakcióképessége nagy, a vízzel rendkívül heves reakcióba lép, a levegő oxigénjével érintkezve gyorsan oxidálódik, ezért inert (zárt) körülmények között kell tárolni (általában petróleum alatt).

Története

Fémkáliumot először Humphry Davy állított elő 1807-ben, kálium-hidroxid (KOH akkori nevén kálilúg) olvadékának elektrolízisével. Az elemet is ő nevezte el a szóda és a hamuzsír arab nevéből. A németben és a skandináv nyelvekben használatos Kalium szó az arab al-kali (a hamu) főnévre vezethető vissza.

A kálium elem angol elnevezése a potassium a pot (edény) és ash (hamu) szavakból ered, amely a különböző káliumsók kinyerésének egy korai módszerére utal: az elégetett fa vagy falevelek hamujának cserépbe helyezése, víz hozzáadása, melegítés és az oldat elpárologtatása.

Jellemzői

Kálium

Fizikai jellemzői

Sűrűsége 0,89 g/cm³, tehát kisebb a vízénél, ezért fennmarad a víz felszínén. Könnyűfém, rácsa tércentrált köbös, ezért elég rossz a megmunkálhatósága, rideg, törékeny, de késsel vágható, puha.

Kémiai tulajdonságai

A kálium lángfestése

Oxigénnel közvetlenül KO₂ kálium-szuperoxidot képez, de van K₂O₂ peroxidja és K₂O oxidja is.

A hidrogénnel, mint más alacsony standardpotenciálú fémek, kálium-hidridet (KH) képez. Vízzel hevesen reagál, KOH és H₂ gáz keletkezik, a reakció hevessége miatt a képződő hidrogén meggyullad. Savakkal nagyon heves exoterm reakcióban sók és hidrogéngáz fejlődik.

A lángot fakó ibolya színűre festi.

Reakciói

• vízzel:

$\mathrm{2}\mathrm{K}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{\to }\mathrm{2}\mathrm{K}\mathrm{O}\mathrm{H}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}$

• reakciója oxigénnel: az égés során szuperoxid keletkezik, melyben az oxigén oxidációs száma −1/2:

$\mathrm{K}\mathrm{+}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{\to }\mathrm{K}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}$

A kálium-szuperoxid narancssárga kristályos anyag. Szén-dioxid hatására nagy mennyiségű oxigén szabadul fel belőle:

$\mathrm{4}\mathrm{K}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{\to }\mathrm{2}{\mathrm{K}}_{\mathrm{2}}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{3}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}$

Előfordulása, előállítása

A természetben elemi állapotban nagy reakciókészsége miatt nem fordul elő. A természetben sói találhatók (például KCl). Sói elektrolízisével állítható elő.

Felhasználása

Műtrágyagyártás, pirotechnika, robbanóanyag-gyártás. A fémkálium elégetésével nyert kálium-szuperoxidot védőálarcok kisegítő oxigénforrásként használják.

Élettani tulajdonságai

A szervezetben az ingerületátvitelben van elengedhetetlen szerepe a nátriummal együtt. Ezen kívül fontos még az izomműködéshez, a sejtek energiaellátásában és a sav-bázis egyensúlyban. Az emberi szervezetben körülbelül 150 gramm kálium található. Javasolt napi adagja 3,5 g. A szokásos élelmiszerek – elsősorban a növényi eredetűek – kielégítő mennyiségben tartalmazzák: banán (500 mg), burgonya (340 mg), szárított gyümölcs, paraj (526 mg), champignon gomba). A kálium főzővízbe jutásával az élelmiszer káliumtartalma csökken.

Hiánya ritkán alakul ki (például hányás, hasmenés esetén, vesebetegség, vizenyő esetén is), akkor izomgyengeség, szívműködési problémák léphetnek fel, és a vesék károsodhatnak.

Hasznos lehet a szívszélhüdés következtében kialakuló szívritmuszavar enyhítésére, az agyvérzés bekövetkeztének esélyének csökkentésére, a magas vérnyomás kiegyenlítésére.

Figyelmeztetés:

• Cukorbetegek szigorúan csak orvosi felügyelet mellett szedhetnek kálium-kiegészítőt.
• A napi 17,6 g fölötti kálium-kiegészítés mérgezéses tüneteket okozhat.
• 8-9 mmol/l szérum káliumkoncentráció felett kamrai tachycardia, kamrafibrilláció, szívmegállás következhet be.

Izotópjai

Sablon:Bővebben A káliumnak 24 ismert izotópja van. Ebből három fordul elő a természetben: ³⁹K (93,3%), ⁴⁰K (0,0117%) és ⁴¹K (6,7%). A ⁴⁰K radioaktív, felezési ideje hosszú (1,25·10⁹ év). 11,2% valószínűséggel stabil ⁴⁰Ar-ra, 88,8% valószínűséggel stabil ⁴⁰Ca-ra bomlik.

Óvintézkedések

A fémkálium hevesen reagál vízzel, és felülete a levegőn másodpercek alatt oxidálódik, ezért petróleum alatt kell tárolni. Amikor a fémkálium felületéről az oxidálódott „kérget” késsel levágják, ügyelni kell, hogy azt ne nyomjuk bele a fémbe, mert a peroxidos-szuperoxidos réteg a fémmel robbanásszerű reakcióba léphet.

Források

• Sablon:CitLib
• Sablon:CitLib
• Sablon:CitLib
• Sablon:CitLib
• Sablon:CitLib
• Sablon:CitLib
• Sablon:CitLib
• Sablon:CitLib
• Sablon:CitLib
• Sablon:CitLib

További információk

• a magyar Wikipédia káliumot tartalmazó vegyületeinek listája belső lapon és külső keresővel