پتاسیم

شرح تصویر:

تصوير نماد کیمیاگری پتاس را نشان می‌دهد که اولین بار پتاسیم از آن استخراج شد.

شکل ظاهری:

پتاسیم فلزی نرم و نقره‌ای رنگ است که ظرف چند دقیقه در هوا تیره می‌شود.

کاربردها:

بیش‌ترین تقاضا برای ترکیبات پتاسیم در کودهاست. بسیاری از نمک‌های پتاسیم نیز اهمیت زیادی دارند، مانند نیترات، کربنات، کلرید، برمید، سیانید و سولفات. از پتاسیم کربنات در تولید شیشه استفاده می‌شود. پتاسیم هیدروکسید برای ساختن شوینده و صابون مایع به کار می‌رود. پتاسیم کلرید نیز در صنایع دارویی و قطره‌های نمکی کاربرد دارد.

نقش زیست‌شناختی:

پتاسیم برای حیات ضروری است. یون‌های پتاسیم در تمام سلول‌ها وجود دارند و برای حفظ تعادل سیال‌ها و الکترولیت‌ها اهمیت دارند.

سلول‌های گیاهی به‌طور ویژه غنی از پتاسیم هستند و آن را از خاک می‌گیرند. زمین‌های کشاورزی که هر ساله از آن‌ها محصول برداشت می‌شود باید با افزودن کودهای پتاسیم‌دار ذخیره پتاسیم خود را بازیابند.

یک انسان متوسط روزانه تا ۷ گرم پتاسیم مصرف می‌کند و حدود ۱۴۰ گرم از آن را در سلول‌های بدنش ذخیره می‌کند. یک رژیم سالم طبیعی محتوی پتاسیم کافی است، اما برخی غذاها مانند قهوه فوری، ساردین، آجیل، کشمش، سیب‌زمینی و شکلات بالاتر از حد متوسط، پتاسیم دارند.

ایزوتوپ طبیعی پتاسیم‌ـ‌۴۰ رادیواکتیو است و با آنکه پرتوزایی ملایمی دارد ممکن است یکی از دلایل طبیعی جهش ژنتیکی در انسان‌ها باشد.

فراوانی طبیعی:

پتاسیم هفتمین عنصر فراوان در پوسته زمین است و تا ۲/۴ درصد جرم آن را تشکیل می‌دهد. ذخایری از میلیاردها تن پتاسیم کلرید در سراسر دنیا وجود دارد و هر ساله حدود ۳۵ میلیون تن پتاسیم استخراج می‌شود.

بیش‌تر کانی‌های پتاسیم در سنگ‌های آذرین یافت می‌شوند و حلالیت بسیار کمی دارند. به دست آوردن فلز پتاسیم از این کانی‌ها دشوار است. با این حال، برخی کانی‌ها مانند سیلویت (پتاسیم کلرید)، سیلوینیت (مخلوط پتاسیم و سدیم کلرید) و کارنالیت (پتاسیم منیزیم کلرید) وجود دارند که در رسوبات حاصل از تبخیر دریاها یا دریاچه‌های باستانی یافت شده‌اند و می‌توان از آن‌ها به‌سادگی نمک‌های پتاسیم به دست آورد. نمک‌های پتاسیم در اقیانوس‌ها نیز پیدا می‌شوند اما مقدار آن‌ها نسبت به نمک‌های سدیم کمتر است.

نمک‌های پتاسیم به شکل شوره (پتاسیم نیترات، KNO₃)، زاج سفید (پتاسیم آلومینیم سولفات، KAl(SO₄)₂) و پتاس (پتاسیم کربنات، K₂CO₃) قرن‌هاست که شناخته‌شده‌اند. از آن‌ها برای ساختن باروت، رنگ‌ها و صابون استفاده می‌شد. شوره را از دیوار دستشویی‌های عمومی می‌تراشیدند؛ زاج سفید را از خاک رس و سولفوریک اسید به‌دست می‌آوردند و پتاس را به‌شکل خاکستر چوب جمع‌آوری می‌کردند. شیمی‌دان‌های قدیم موفق به جدا کردن عنصر پتاسیم نشدند و آنتوان لاووازیه آن را به عنوان یک عنصر قلیایی خاکی طبقه‌بندی کرد. پس از آن همفری دیوی در سال ۱۸۰۷ میلادی پتاس مرطوب را در معرض جریان الکتریکی قرار داد و تشکیل گویچه‌های فلزی جدید (پتاسیم) را مشاهده کرد. او متوجه شد که وقتی این گویچه‌ها در آب انداخته شوند روی سطح آب می‌آیند و با شعله‌ای به رنگ بنفش کم‌رنگ می‌سوزند.

 

شعاع اتمی ناپیوندی (Å): ۲/۷۵	شعاع کووالانسی (Å): ۲/۰۰
الکترون‌خواهی (kJ/mol): ۴۸/۳۸۵	الکترونِگاتیویته (مقیاس پاولینگ): ۰/۸۲

انرژی‌های یونش	اول	دوم	سوم	چهارم	پنجم	ششم	هفتم	هشتم
kJ/mol	۴۱۸/۸۱	۳۰۵۱/۸۳	۴۴۱۹/۶۰۷	۵۸۷۶/۹۲	۷۹۷۵/۴۸	۹۵۹۰/۶	۱۱۳۴۲/۸۲	۱۴۹۴۳/۶۵

 

حالت‌های اُکسایش معمول: ۱

ایزوتوپ‌ها:

ایزوتوپ	جرم اتمی	فراوانی طبیعی (٪)	نیمه‌عمر	شیوه واپاشی
39K	۳۸/۹۶۴	۹۳/۲۵۸۱	-	-
40K	۳۹/۹۶۴	۰/۰۱۱۷	۱/۲۴۸ میلیارد سال	-β
40K	۳۹/۹۶۴	۰/۰۱۱۷	-	+β
41K	۴۰/۹۶۲	۶/۷۳۰۲	-	-

داده‌ها:

W. M. Haynes, ed., CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press/Taylor and Francis, Boca Raton, FL, 95th Edition, Internet Version 2015, accessed December 2014

Tables of Physical & Chemical Constants, Kaye & Laby Online, 16th edition, 1995. Version 1.0 (2005), accessed December 2014

J. S. Coursey, D. J. Schwab, J. J. Tsai, and R. A. Dragoset, Atomic Weights and Isotopic Compositions (version 4.1), 2015, National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD, accessed November 2016

خواص و کاربردها:

John Emsley, Nature’s Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements, Oxford University Press, New York, 2nd Edition, 2011

Thomas Jefferson National Accelerator Facility - Office of Science Education, It’s Elemental - The Periodic Table of Elements, accessed December 2014

تاریخچه:

Elements 1-112, 114, 116 and 117 © John Emsley 2012. Elements 113, 115, 117 and 118 © Royal Society of Chemistry 2017