Kalium

Kalium is 'n chemiese element in die periodieke tabel met die simbool K en atoomgetal van 19.

Kalium
Na
K
Rb  
 
 
Kalium in die periodieke tabel
Algemeen
Naam, Simbool, Getal Kalium, K, 19
Chemiese reeks alkalimetale
Groep, Periode, Blok 1 (IA), 4 , s
Digtheid, Hardheid 856 kg/m3, 0.4
Voorkoms silwerig-wit
Atoomeienskappe
Atoomgewig 39.0983 ame
Atoomradius (ber.) 220 (243) pm
Kovalente radius 196 pm
van der Waals radius 275 pm
Elektronkonfigurasie [Ar]4s1
e e per energievlak 2, 8, 8, 1
Oksidasietoestande (Oksied) 1 (sterk basis)
Kristalstruktuur kubies liggaamsgesentreerd
Ruimtegroep Im3m  nommer: 229
Strukturbericht-kode A2
Fisiese eienskappe
Toestand van materie vastestof
Smeltpunt 336,53 K (63,38 °C)
Kookpunt 1032 K (758,85 °C)
Molêre volume 45,94 ×10−6 m3/mol
Verdampingswarmte 79,87 kJ/mol
Smeltingswarmte 2,334 kJ/mol
Dampdruk 1,06×10−4 Pa
Spoed van klank 2000 m/s teen 293,15 K
Diverse
Elektronegatiwiteit 0,82 (Pauling skaal)
Spesifieke warmtekapasiteit 757 J/(kg*K)
Elektriese geleidingsvermoë 13,9 106/(m·ohm)
Termiese geleidingsvermoë 102,4 W/(m*K)
1ste ionisasiepotensiaal 18,8 kJ/mol
2de ionisasiepotensiaal 3052 kJ/mol
3de ionisasiepotensiaal 4420 kJ/mol
4de ionisasiepotensiaal 5877 kJ/mol
5de ionisasiepotensiaal 7975 kJ/mol
6de ionisasiepotensiaal 9590 kJ/mol
7de ionisasiepotensiaal 11343 kJ/mol
8ste ionisasiepotensiaal 14944 kJ/mol
9de ionisasiepotensiaal 16963,7 kJ/mol
10de ionisasiepotensiaal 48610 kJ/mol
Mees stabiele isotope
iso NV halfleeftyd VM VE MeV
[nie SI]
VP
39K 93.26% K is stabiel met 20 neutrone
40K 0,012% 1,277 E9 j β-
ε
1,311
1.505
40Ca
40Ar
41K 6,73% K is stabiel met 22 neutrone
SI eenhede en STD word gebruik tensy anders vermeld.

Dit is 'n sagte, silwerwit metaalagtige alkalimetaal wat natuurlik in verbinding met ander elemente voorkom in seewater en baie ander minerale. Dit oksideer vinnig in lug, is baie reaktief, veral in water, met sy chemiese eienskappe baie soortgelyk aan dié van natrium.

Geskiedenis

Kalium is in 1807 deur Sir Humphry Davy ontdek, wat dit vanuit bytpotas (KOH) onttrek het. Dié alkalimetaal was die eerste wat met behulp van elektrolise voorberei is.

Kenmerkende eienskappe

Die metaal

Met 'n digtheid laer as water is kalium die tweede ligste metaal na litium. Dit is 'n sagte vastestof wat maklik met 'n mes gesny kan word en het 'n silwerwit kleur op vars blootgestelde oppervlaktes. Dit oksideer vinnig in lug en moet in minerale olie soos keroseen bewaar word. Dit hang saam met die feit dat die elektronkonfigurasie van 'n kaliumatoom [Ar]4s1 is. Die een 4s1-valenselektron kan maklik afgestaan word en die element is daardeur 'n sterk reduseermiddel. Soortgelyk aan ander alkalimetale het kalium 'n lae digtheid en 'n lae smeltpunt en reageer die metaal heftig met water met die vrystelling van waterstof en die vorming van 'n sterk basis.

    Kalium 

Wanneer dit in die lug in kontak met water kom, kan dit spontaan ontbrand. Dit reageer ook heftig met die meeste sure met die vrystelling van waterstof.

Kalium los in vloeibare ammoniak op en vorm 'n donkerblou oplossing, maar die metaal kan deur verdamping van die vloeistof herwin word. Dit is 'n gevolg van die solvasasie van kalium se een valenselektron deur ammoniakmolekules:

    Kalium 

Die gesolvateerde elektron (e-(NH3)n) kan verder reageer en waterstof vrystel, maar hierdie reaksie is 'n ewewig:

    Kalium 

Die ewewigskonstante vir hierdie reaksie is K=106 teen 25 °C. Selfs indien die druk van die waterstofgas op net 0,1 Atm gehandhaaf word, kan die vrye elektrone se spin in die oplossing met elektronspinresonansie waargeneem word.

Maar in water kan die blou kleur ook effens waargeneem word maar die gesolvateerde elektron is nie stabiel nie en vorm vinnig waterstof.

Kalium reageer heftig met teflon, selfs in 'n inerte atmosfeer. Moenie toerusting wat teflon-bedekte roerstawe, pakkings of kleppe bevat, gebruik nie.

Legerings

Kalium vorm legerings of soms intermetaalverbindings met heelparty metale, soos Na, Zn, Cd, Hg, In, Tl, Sn, Pb en Bi. Die legerings is gewoonlik minder rekbaar as die metaal self. Met rubidium en sesium word 'n volledige reeks van mengkristalle gevorm. 'n Goeie voorbeeld van intermetaalverbindings is die K-Sn-stelsel wat vyf stoigiometriese verbindings bevat: K2Sn, KSn, K2Sn3,KSn2 en K4Sn23. Hulle het almal hoër smeltpunte as kalium en tin self. K2Sn3 is die hoogste (860 °C) en die enigste fase wat kongruent smelt. Die ander vier ontbind peritekties.

Interkalasie

Kalium vorm interkalate met grafiet. In C8K word alle vlakke tusen die grafeenlae met kalium gevul. In interkalate soos C24K en C36K vind interkalasie in elke tweede of derde vlak plaas. Kaliumgrafiet is 'n sterk reduseermiddel wat gebruik word om ongewenste organiese onsuiwerhede te verwyder soos gehalogeneerde koolwaterstowwe.

Sy verbindings

Kalium vorm kaliumsuperoksied KO2 as die vloeibare metaal in lug geatomiseer word. Hierdie geel poeier kan suurstof afgee en kaliumoksied vorm:

    Kalium 

Die oksied kan koolstofdioksied opneem en hierdie eienskappe word in asemhalingsapparate en in die ruimtevaart gebruik. 'n Kors van geel superoksied kan stadig vorm as kalium lank in olie bewaar word. Dit kan gevare oplewer omdat dit met die olie waarin dit bewaar word kan reageer en 'n ontploffing veroorsaak as iemand dit probeer afsny. Teen 200-300 °C word die peroksied K2O2 gevorm.

Kaliumhidried KH kan van kalium en waterstof vervaardig word in 'n oliedispersie teen 200 °C. Die verbinding word in die organiese sintese gebruik, bv. in ketoonenolisasiereaksies.

Kalium reageer met alkohole soos metanol en vorm etoksiede en waterstof:

    Kalium 

Etoksiede soos hierdie kaliummetoksied word ook as organiese reagense aangewend.

Kalium vorm die eenwaardige ioon K+ in talle verbindings en vorm soute met amper alle anione. Kaliumsoute straal 'n violet kleur uit wanneer dit aan 'n vlam blootgestel word. Die meeste soute van kalium is oplosbaar in water. 'n Uitsondering is dikaliumnatriumkobaltinitriet K2NaCo(NO2)6.2H2O. Dit vorm 'n goue geel neerslag as 'n oplossing van natriumkobaltinitriet en 'n oplosing van kaliumione saamgevoeg word.

Aanwendings

Die gebruik van sy verbindings is met 'n aantal ordes van grootte belangriker as die metaal s'n. Kaliumverbindings is veral belangrik as kunsmis.

Daar bestaan baie kaliumsoute wat kommersieel van belang is. Dit sluit in: die bromied, karbonaat, chloraat, chloried, chromaat, sianied, dichromaat, hidroksied, jodied, nitraat en sulfaat.

Verspreiding

Kalium is in die sonnestelsel die 20ste volopste element, maar die element maak ongeveer 2.4% van die Aarde se kors uit en is die sewende volopste element daarin. In die aarde se kern is waarskynlik min kalium.

Voorkoms in die aarde se buitenste lae:

Deel Konsentrasie in dpm
Riviere 2,3
Oseaan 399
Kontinentale kors 16,133
Kontinentale sediment 17,765
Boonste kontinentale kors 23,244
Middel kontinentale kors 19,093
Onderste kontinentale kors 5 064
Oseaniese kors 651
Middeloseaniese rif-basalt 1 237
Oseaaneiland se basalt 6 890
Mantel 191

Die meeste kalium in die kors is egter deel van silikaatminerale en die onoplosbaarheid daarvan maak dit moeilik om kalium vanuit hierdie minerale te ontgin.

Ander minerale soos karnalliet, langbeiniet, polihaliet en silviet word egter in antieke neerslae in mere en seebodems gevind. Hierdie minerale is evaporiete, gevorm deur verdamping van seewater in baie droë omstandighede. Dit vorm groot neerslae wat die ekonomiese ontginning van kalium en sy soute moontlik maak. Die hoofbron van kalium, potas, word in Kalifornië, Duitsland, Nieu-Meksiko, Utah en ander plekke in die wêreld gemyn. Byna 'n kilometer onder die oppervlak van Saskatchewan in Kanada is daar groot neerslae potas wat moontlik 'n belangrike bron van hierdie element en sy soute in die toekoms kan wees. Die teenwoordigheid van kalium in minerale kan egter ook 'n probleem wees. Ysterertse soos dié wat gevind word in die myn van Sishen bevat 'n relatief hoë kaliuminhoud. Dit veroorsaak probleme in die ertsverwerking en dit gee die ystererts 'n laer kwaliteit. 'n Oplossing sou wees om kalium te verwyder deur die erts met 'n oplossing van sitroensuur uit te loog, bv. deur Aspergillus niger te teel en dit glukose te voer.

Die oseane is 'n verdere bron van kalium maar die hoeveelhede wat aanwesig is in 'n gegewe volume seewater, is relatief laag in vergelyking met natrium.

Kaliummetaal word geensins in onverbonde vorm in die natuur aangetref nie. Die metaal kalium kan geïsoleer word deur die elektrolise van sy hidroksied in 'n proses wat weinig verander het sedert Davy se tyd. Termiese metodes word ook ingespan vir kaliumproduksie deur van kaliumchloried gebruik te maak.

Isotope

Kalium 
Kalium in veldspaat

Daar is sewentien isotope van kalium bekend. Die nie-sintetiese vorm van kalium bestaan uit drie isotope: K-39 (93.3%), K-40 (0.01%) en K-41 (6.7%). K-40, wat natuurlik voorkom, verval na stabiele Ar-40 (11.2%) deur elektronvangs en deur positronvrystelling en na stabiele Ca-40 (88.8%) deur beta-verval. K-40 het 'n halfleeftyd van 1,250 ×miljard jaar.

Albei die stabiele isotope 39K en 41K word gedurende die suurstofverbranding in die ontploffings van tipe II-supernovas vervaardig. Die sintese van 41K is nogtans indirek. Eers word 41Ca gevorm wat 'n halfleeftyd van ongeveer 0,1 miljoen jaar het.

Die radioaktiewe isotoop 40K kan deur twee prosesse gevorm word:

  1. suurstofverbranding in 'n tipe II supernova (soos die stabiele isotope)
  2. die vangs van stadige neutrone (die s-proses) deur die 39K(n,γ)40K-proses

K-40

Die verval van K-40 na Ar-40 word algemeen gebruik in die datering van rotse. Die konvensionele K-Ar dateringmetode is afhanklik van die aanname dat die rotse geen argon bevat het tydens die vorming daarvan nie en dat alle radiogeniese argon (d.w.s. Ar-40) in die rots behoue gebly het. M.a.w. die rots is 'n geslote stelsel. Minerale word gedateer deur die vasstelling van die kaliumkonsentrasie en die hoeveelheid radiogeniese Ar-40 wat geakkummuleer het. Die minerale wat hulle die beste leen tot datering op hierdie manier is biotiet, muskoviet en plutoniese/hoëgraadse horingblende, vulkaniese veldspaat. Hele rotsmonsters vanaf vulkaniese vloeie en vlak insnydings kan ook gedateer word as hulle nie verweer is nie.

K-40 kom in natuurlike kalium (en daarom ook in kommersiële plaasvervangers vir tafelsout) in groot genoeg hoeveelhede voor dat groot sakke van hierdie plaasvervangers gebruik kan word as radio-aktiewe bronne vir klaskamerdemonstrasies.

Behalwe vir datering is kalium-isotope ook baie gebruik as spoorders, bv. in verweringstudies. Hulle word ook gebruik in die studies van die voedingkringloop omdat kalium 'n makrovoedingstof is wat 'n vereiste vir lewe is.

Die stabiele isotope

Die verhouding tussen die beide stabiele isotope is belangrik in die geochemie en die studie van meteoriete. Vooruitgang in die massaspektrometie (veral MC-ICP-MS) het dit sedert 2012 moontlik gemaak. Die verhouding 39K/41K van die standaardmonster NiST SRM 985 is 13,8566±0,0063. Afwykings van hierdie waarde word gewoonlik uitgedruk as δ41K, gedefinieer as:

    Kalium 

Kalium in die dieet

Kalium is 'n noodsaaklike mineraal in daaglikse voeding; dit help met spiersametrekkings en die behoud van die elektroliet-balans in liggaamselle. In lewende organismes speel die K+ ioon 'n uiters noodsaaklike rol in die fisiologie van prikkelbare selle. Kalium speel 'n belangrike rol in die oordra van senuwee-impulse en in die vrystelling van energie uit proteïen, vet, en koolhidrate tydens metabolisme. 'n Tekort van kalium kan 'n potensieel noodlottige toestand, bekend as hipokalemie, tot gevolg hê. Die eet van 'n verskeidenheid voedselsoorte wat kalium bevat is die beste manier om genoegsame hoeveelhede in te neem. Gesonde indiwidue wat 'n gebalanseerde dieet volg, het selde aanvullings nodig. Goeie bronne van kalium sluit in vleis, tamaties, lemoensap, witbone, aartappels en piesangs.

Verwysings

Eksterne skakels


H He
Li Be B C N O F Ne
Na Mg Al Si P S Cl Ar
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
Cs Ba La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
Fr Ra Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og
Alkalimetale Aardalkalimetale Lantaniede Aktiniede Oorgangsmetale Hoofgroepmetale Metalloïde Niemetale Halogene Edelgasse Chemie onbekend

Tags:

Kalium GeskiedenisKalium Kenmerkende eienskappeKalium AanwendingsKalium VerspreidingKalium IsotopeKalium in die dieetKalium VerwysingsKalium Eksterne skakelsKaliumAlkalimetaalAtoomgetalChemiese elementLugMineraalNatriumOksidasiePeriodieke tabelSeewaterWater

🔥 Trending searches on Wiki Afrikaans:

KrampAfrikaansSandra KotzéGeskiedenis van erotiese afbeeldingsEilandstaatNederduitse Gereformeerde KerkHondsdolheidVersamelingGeskiedenis van die Verenigde State van AmerikaUEFA Europa-bekerBouwer BoschPersoonlikheidPersSeksuele opwekkingProjek CybersynStaatshoofDuifWiskundeDuitse nasionale sokkerspanPubiese hareKoos du PlessisJesus van NasaretEmfiseemPresident van Suid-AfrikaValiant SwartPaulus van TarsusVoedingAlfabetiese lys van Suid-Afrikaanse bomeGamelanPlaasjapieSeksposisieBrandmondsindroomWurmAardverwarmingT20I-wêreldbeker 2024Leidschendam-VoorburgVier temperamenteJo BlackPakistanKanadaGriepIndiëDiabetesSkaapWildehondTweebuffelsmeteenslagmorsdoodgeskietfonteinPredikante van die Gereformeerde Kerke in Suid-AfrikaLondiniumPous Eugenius IIIParasetamolInligtingLys van lande volgens oppervlakLys van bekende Suid-AfrikanersGeslagTydLys van Afrika-lande800Patrice MotsepeLys van Afrikaanse televisiereekseMaselsSagtewareKragopwekkingKomposVeelvuldige skleroseHandwoordeboek van die Afrikaanse TaalUitkomsgebaseerde onderwysLys van Afrikaanse skrywersOrale seksDeelstate van die Verenigde State van AmerikaLong🡆 More