Kálium

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
19 argonkáliumkalcium
Na

K

Rb
Általános
Név, vegyjel, rendszám kálium, K, 19
Elemi sorozat alkálifémek
Csoport, periódus, mező 1, 4, s
Megjelenés ezüstfehér
K,19.jpg
Atomtömeg 39,0983(1)  g/mol
Elektronszerkezet [Ar] 4s1
Elektronok héjanként 2, 8, 8, 1
Fizikai tulajdonságok
Halmazállapot szilárd
Sűrűség (szobahőm.) 0,89 g/cm³
Sűrűség (folyadék) az o.p.-on 0,828 g/cm³
Olvadáspont 336,53 K
(63,38 °C, 146,08 °F)
Forráspont 1032 K
(759 °C, 1398 °F)
Olvadáshő\Delta_{fus}{H}^\ominus 2,321 kJ/mol
Párolgáshő \Delta_{vap}{H}^\ominus 76,90 kJ/mol
Moláris hőkapacitás (25 °C) 29,600 J/(mol·K)
Gőznyomás
P/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k
T/K 473 530 601 697 832 1029
Atomi tulajdonságok
Kristályszerkezet tércentrált köbös
Oxidációs szám 1
(erősen bázikus oxid)
Elektronegativitás 0,82 (Pauling-skála)
Ionizációs energia 1.: 418,8 kJ/mol
2.: 3052 kJ/mol
3.: 4420 kJ/mol
Atomsugár 220 pm
Atomsugár (számított) 243 pm
Kovalens sugár 196 pm
Van der Waals-sugár 275 pm
Egyebek
Mágnesség  ?
Fajlagos ellenállás (20 °C) 72,0 nΩ·m
Hőmérséklet-vezetési tényező (300 K) 102,5 W/(m·K)
Hőtágulási együttható (25 °C) 83,3 µm/(m·K)
Hangsebesség (vékony rúd) (20 °C) 2000 m/s
Nyírási modulus 1,3 GPa
Kompressziós modulusz 3,1 GPa
Mohs-keménység 0,4
Brinell-keménység 0,363 HB
CAS-szám 7440-09-7
Fontosabb izotópok
Fő cikk: A kálium izotópjai
Izotóp t.e. felezési idő B.m. B.e. (MeV) B.t.
39K 93,26% K stabil 20 neutronnal
40K 0,012% 1,277×109 y β- 1,311 40Ca
ε - 40Ar
γ 1,460 -
41K 6,73% K stabil 22 neutronnal
Hivatkozások

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, jól nyújtható 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[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Fémkáliumot először Humphry Davy állított elő 1807-ben, kálium-hidroxid (KOH) olvadékának elektrolízisével.[1] 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.[2]

Jellemzői[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Kálium

Fizikai jellemzői[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

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[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

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 fakóibolya színűre festi.

Reakciói[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

  • vízzel:
\mathrm{2\ K + 2\ H_2O \rightarrow 2\ KOH + H_2}
  • reakciója oxigénnel: az égés során szuperoxid keletkezik, melyben az oxigén oxidációs száma −1/2:
\mathrm{ K + O_2 \rightarrow KO_2 }

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

\mathrm{ 4\ KO_2 + 2\ CO_2 \rightarrow 2\ K_2CO_3 + 3\ O_2 }

Előfordulása, előállítása[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

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

Felhasználása[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

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

Élettani tulajdonságai[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

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. Hiánya ritkán alakul ki (például hányás, hasmenés esetén), 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.[3]

Figyelmeztetés:

  • Cukorbetegek szigorúan csak orvosi felügyelet mellett szedhetnek kálium-kiegészítőt.[3]
  • A napi 17,6 g fölötti kálium-kiegészítés mérgezéses tüneteket okozhat.[3]
  • 8-9 mmol/l szérum káliumkoncentráció felett kamrai tachycardia, kamrafibrilláció, szívmegállás következhet be.[3]

Izotópjai[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

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[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

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[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

  1. N. N. Greenwood, A. Earnshaw, Az elemek kémiája, Nemzeti Tankönyvkiadó, Budapest, 1999
  2. http://www.kfki.hu/chemonet/hun/teazo/gyujt/elem.html
  3. ^ a b c d Amanda Ursel: Vitaminok és ásványi anyagok kézikönyve, Budapest, Mérték Kiadó, 2004 ISBN 963-9519-57-X
Commons
A Wikimédia Commons tartalmaz Kálium témájú médiaállományokat.