Kalium (k)

Kami menjelaskan kalium apa, riwayatnya, struktur kimianya, sifat fisik dan kimia, reaksi, penggunaan dan banyak lagi.

Apa itu kalium?

Dia kalium Itu adalah logam alkali yang simbol kimianya k. Jumlah atomnya adalah 19 dan terletak di bawah natrium dalam tabel periodik. Itu adalah logam lunak yang bahkan bisa dipotong dengan pisau. Selain itu, cukup ringan, dan dapat mengapung di atas air cair sambil bereaksi dengan kuat.

Potong saja, itu menyajikan warna perak yang sangat cerah, tetapi ketika terpapar udara itu teroksidasi dengan cepat.

Kalium bereaksi secara eksplosif dengan air untuk membentuk kalium hidroksida dan hidrogen gas. Justru gas ini adalah penyebab ledakan reaksi. Ketika terbakar di lebih ringan, atom -atom tereksitasi mereka menodai nyala warna lilac yang intens; Ini adalah salah satu bukti kualitatifnya.

Ini adalah ketujuh yang paling berlimpah di kerak bumi dan mewakili 2,6% dari berat badannya. Ini terutama ditemukan di batuan beku, lutitas dan sedimen, selain mineral seperti silvita (kcl). Tidak seperti natrium, konsentrasinya dalam air laut rendah (0,39 g/L).

Sejarah Kalium

Kalium karbonat

Sejak jaman dahulu, manusia telah menggunakan potassa sebagai pupuk, mengabaikan keberadaan kalium, apalagi hubungannya dengan potassa. Ini disiapkan dari abu batang dan daun pohon, yang ditambahkan air, yang kemudian diuapkan.

Sayuran sebagian besar mengandung kalium, natrium dan kalsium. Tetapi senyawa kalsium sedikit larut dalam air. Karena alasan ini, Potassa adalah konsentrat senyawa kalium. Kata itu berasal dari kontraksi kata -kata bahasa Inggris 'pot' dan 'abu'.

Pada 1702, g. Ernst Stahl menyarankan perbedaan antara garam natrium dan kalium; Saran yang dibuktikan oleh Henry Duhamel du Monceau, pada 1736. Karena komposisi yang tepat dari garam tidak diketahui, Antoine Lavoiser (1789) memutuskan untuk tidak memasukkan alkali dalam daftar elemen kimia.

Penemuan

Pada 1797, ahli kimia Jerman Martin Klaproth menemukan Potassa di Leukita dan Mineral Lepidolit, jadi ia menyimpulkan bahwa itu bukan hanya produk tanaman.

Pada tahun 1806, ahli kimia Inggris Sir Humphrey Davy menemukan bahwa hubungan antara unsur -unsur senyawa bersifat listrik.

Kemudian, Davy terisolasi kalium melalui elektrolisis kalium hidroksida, mengamati gumpalan kecerahan logam yang terakumulasi dalam anoda. Dia menyebut logam dengan kata etimologi bahasa Inggris kalium.

Pada 1809, Ludwig Wilhelm Gilbert mengusulkan nama Kalium (Kalio) untuk Kalium Davy. Berzelius membangkitkan nama Kalium untuk menetapkan simbol kimia "k" ke kalium.

Akhirnya, Justus Liebig pada tahun 1840 menemukan bahwa kalium adalah elemen yang diperlukan untuk tanaman.

Struktur dan konfigurasi elektronik kalium

Kalium logam mengkristal dalam kondisi normal dalam struktur kubik yang berpusat pada tubuh (BCC). Ini ditandai dengan menjadi sedikit padat, yang setuju dengan sifat kalium. Atom K dikelilingi oleh delapan tetangga, tepat di tengah kubus dan dengan atom K lainnya yang terletak di simpul.

Fase BCC ini juga ditetapkan sebagai fase K-I (yang pertama). Ketika tekanan meningkat, struktur kristal kompak pada fase kubik yang berpusat pada wajah (FCC, dengan kubik yang berpusat pada wajah). Namun, tekanan 11 IPK diperlukan untuk transisi tersebut terjadi secara spontan.

Fase FCC ini, lebih padat, dikenal sebagai K-II. Ke tekanan yang lebih tinggi (80 GPa), dan suhu yang lebih rendah (lebih rendah dari -120 ºC), kalium memperoleh fase ketiga: k -iii. K-III ditandai dengan kemampuannya untuk menampung atom atau molekul lain dalam rongga kristalnya.

Dapat melayani Anda: massa: konsep, sifat, contoh, perhitungan

Ada juga dua fase kristal lainnya untuk tekanan yang lebih besar: K-IV (54 GPa) dan K-V (90 GPa). Pada suhu yang sangat dingin, kalium menunjukkan fase amorf (dengan atom K yang tidak teratur).

Nomor oksidasi

Konfigurasi Kalium Elektronik adalah:

[Ar] 4s¹

Orbital 4S adalah yang terluar dan, oleh karena itu, ia memiliki satu -satunya elektron di Valencia. Secara teori ini bertanggung jawab atas tautan logam yang menyatukan atom K untuk mendefinisikan kristal.

Dari konfigurasi elektronik yang sama, mudah dipahami mengapa kalium selalu memiliki (atau hampir selalu) jumlah oksidasi +1. Saat Anda kehilangan elektron untuk membentuk kation⁺, Itu menjadi isolektronik ke gas argon mulia, dengan valencia octet lengkapnya.

Di sebagian besar senyawa turunannya diasumsikan bahwa kalium seperti k⁺ (Bahkan jika tautan Anda tidak murni ionik).

Di sisi lain, meskipun kecil kemungkinannya, kalium dapat memenangkan elektron, memiliki dua elektron dalam orbital 4S. Dengan demikian, menjadi isolektronik ke logam kalsium:

[Ar] 4s²

Kemudian dikatakan bahwa ia memenangkan elektron dan memiliki angka oksidasi negatif, -1. Ketika angka oksidasi ini dihitung dalam suatu senyawa, keberadaan anion potasuro diasumsikan, k^-.

Sifat kalium

Penampilan

Logam perak putih cerah.

Beban nuklir yang efektif

Beban nuklir yang efektif dari kalium adalah +1. Ini memiliki energi ionisasi rendah, sehingga memiliki kemudahan yang sangat mudah untuk kehilangan satu -satunya elektron yang ada di lapisan luarnya.

Masa molar

39.0983 g/mol.

Titik lebur

83.5 ºC.

Titik didih

759 ºC.

Kepadatan

-0,862 g/cm³, pada suhu kamar.

-0,828 g/cm³, Di titik leleh (cairan).

Kelarutan

Bereaksi dengan hebat dengan air. Larut dalam amonia cair, ethylendiamine dan anilin. Larut dalam logam basa lain untuk membentuk paduan, dan di merkuri.

Kepadatan uap

1.4 Dalam hubungan udara diambil sebagai 1.

Tekanan uap

8 mmHg pada 432 ºC.

Stabilitas

Stabil jika dilindungi dari udara dan kelembaban.

Korosivitas

Itu bisa korosif dalam kontak dengan logam. Dengan kontak, itu dapat menyebabkan kulit dan mata terbakar.

Tegangan permukaan

86 dynas/cm pada 100 ºC.

Panas fusi

2.33 kJ/mol.

Panas penguapan

76,9 kJ/mol.

Kapasitas termal molar

29.6 J/(mol · k).

Elektronegativitas

0,82 pada skala Pauling.

Energi ionisasi

Ionisasi tingkat pertama: 418,8 kJ/mol.

Ionisasi Tingkat Kedua: 3.052 kJ/mol.

Ionisasi Tingkat Ketiga: 4.420 kJ/mol.

Radio atom

227 PM.

Kovalen radio

203 ± 12 siang.

Ekspansi termal

83,3 μm/(m · k) pada 25 ° C.

Konduktivitas termal

102.5 w/(m · k).

Resistivitas listrik

72 NΩ · m (pada 25 ºC).

Kekerasan

0.4 pada skala Mohs.

Isotop alami

Kalium disajikan sebagai tiga isotop terutama: ³⁹K (93.258 %),⁴¹K (6,73 %) dan ⁴⁰K (0,012 %, emisi radioaktif β)

Tata nama

Senyawa kalium memiliki nomor oksidasi +1 secara default (kecuali untuk pengecualian yang sangat khusus). Oleh karena itu, dalam nomenklatur stok (i) dihilangkan pada akhir nama; Dan dalam nomenklatur tradisional, namanya berakhir dengan akhiran -ICO.

Misalnya, KCL adalah kalium klorida, dan bukan kalium klorida (I). Nama tradisionalnya adalah kalium klorida atau kalium monoklorida, menurut nomenklatur sistematis.

Sisanya, kecuali mereka sangat umum atau nama mineral (seperti silvina), nomenklatur di sekitar kalium cukup sederhana.

Dapat melayani Anda: Perubahan Kimia: Karakteristik, Contoh, Jenis

Bentuk

Kalium tidak ditemukan di alam dalam bentuk logam, tetapi dapat diperoleh secara industri di bawah bentuk ini untuk penggunaan tertentu. Itu ditemukan di atas semua dalam makhluk hidup, dalam bentuk ionik (k⁺). Secara umum, ini adalah kation intraseluler utama.

Kalium hadir dalam banyak senyawa, seperti hidroksida, asetat atau kalium klorida, dll. Ini juga merupakan bagian dari sekitar 600 mineral, termasuk La Silvita, La Alunita, La Carnalita, dll.

Kalium membentuk paduan dengan elemen alkali lainnya, seperti natrium, cesium dan rubidium. Ini juga membentuk paduan noundal dengan natrium dan cesium, melalui merger eutctic yang disebut SO.

Kertas Biologis

Lantai

Kalium merupakan, bersama dengan nitrogen dan fosfor, tiga nutrisi utama tanaman. Ini diserap oleh akar dalam bentuk ionik: proses yang disukai oleh keberadaan kelembaban, suhu, dan kondisi oksigenasi yang memadai.

Hewan

Pada hewan, secara umum, kalium adalah kation intraseluler utama dengan konsentrasi 140 mmol/L; sedangkan konsentrasi ekstraseluler bervariasi antara 3,8 dan 5,0 mmol/L. 98 % kalium tubuh terbatas di kompartemen intraseluler.

Repolarisasi sel

Pembentukan potensi aksi dan awal kontraksi otot adalah tanggung jawab bersama untuk natrium dan kalium.

Fungsi lainnya

Kalium memenuhi fungsi lain pada manusia, seperti nada pembuluh darah, kontrol tekanan darah sistemik dan motilitas gastrointestinal.

Dimana kalium dan produksi

Silvita Crystal, yang hampir terdiri dari kalium klorida. Sumber: Rob Lavinsky, irocks.com-cc-by-sa-3.0 [CC BY-SA 3.0 (https: // createveCommons.Org/lisensi/by-sa/3.0)]

Kalium terutama ditemukan di batuan beku, lutitas dan sedimen. Selain itu, dalam mineral seperti muskovit dan ortoklas, yang tidak larut dalam air. Ortoclase adalah mineral yang biasanya disajikan dalam batuan beku dan granit.

Kalium juga ada dalam senyawa mineral larut air, seperti carnalite (kmgcl₃· 6h₂O), La Silvita (KCL), dan Landbeinita [k₂Mg₂(SW₄)₃], yang ditemukan di dasar danau kering dan di dasar laut.

Selain itu, kalium ditemukan di Salmuela dan sebagai produk dari pembakaran batang dan daun tanaman dalam proses yang digunakan untuk produksi potassa. Meskipun konsentrasinya dalam air laut rendah (0,39 g/L), ia juga digunakan untuk mendapatkan kalium.

Kalium telah disajikan dalam endapan besar, seperti yang ada di Saskatchewan, di Kanada, kaya akan Silvita Mineral (KCL) dan mampu menghasilkan 25 % dari konsumsi kalium global. Cairan limbah Salinas dapat mengandung sejumlah besar kalium, dalam bentuk KCL.

Elektrolisa

Kalium diproduksi oleh dua metode: elektrolisis dan termal. Dalam elektrolisis, metode yang digunakan oleh Davy untuk mengisolasi kalium telah diikuti, tanpa modifikasi yang hebat.

Namun, metode ini dari titik industri belum efisien, karena titik leleh yang tinggi dari senyawa kalium cair harus dikurangi.

Metode elektrolisis kalium hidroksida digunakan secara industri pada tahun 1920 -an. Metode termal tetap menggantikannya, dan menjadi metode dominan dari tahun 1950 untuk produksi logam ini.

Metode termal

Dalam metode termal kalium dihasilkan oleh pengurangan kalium cair klorida pada 870 ºC. Ini terus memberi makan kolom distilasi yang dikemas dengan garam. Sementara itu, uap natrium melewati kolom untuk menghasilkan pengurangan kalium klorida.

Dapat melayani Anda: nitrat: properti, struktur, nomenklatur, pelatihan

Kalium adalah komponen reaksi yang paling mudah menguap dan menumpuk di bagian atas kolom distilasi, di mana ia terus dikumpulkan. Produksi kalium logam dengan metode termal dapat ditrempa dalam persamaan kimia berikut:

Na (g) +kcl (l) => k (l) +naCl (l)

Proses Griesheimer juga digunakan dalam produksi kalium, yang menggunakan reaksi kalium fluoride dengan kalsium karbida:

2 kf +cac₂     => 2 K +kopi₂    +     2 c

Reaksi

Anorganik

Kalium adalah elemen yang sangat reaktif yang bereaksi dengan cepat dengan oksigen untuk membentuk tiga oksida: oksida (k₂O), peroksida (k₂SALAH SATU₂) dan superoksida (KO₂) Kalium.

Kalium adalah elemen pengurangan yang kuat, sehingga teroksidasi lebih cepat daripada kebanyakan logam. Ini digunakan untuk mengurangi garam logam, mengganti kalium ke logam garam. Metode ini memungkinkan untuk mendapatkan logam murni:

Mgcl₂    +     2 k => mg +2 kcl

Kalium bereaksi kuat dengan air untuk membentuk kalium hidroksida dan melepaskan gas hidrogen eksplosif (gambar bawah):

Kalium logam bereaksi dengan larutan fenolftalein berair, yang diwarnai dari violet merah dengan melepaskan ion OH ke medium. Perhatikan pembentukan gas hidrogen. Sumber: Ozon Aurora dan Philip Evans via Wikipedia.

Kalium hidroksida dapat bereaksi dengan karbon dioksida untuk menghasilkan kalium karbonat.

Kalium bereaksi dengan karbon monoksida pada suhu 60 ºC untuk menghasilkan karbonil eksplosif (k₆C₆SALAH SATU₆). Ini juga bereaksi dengan hidrogen pada 350 ºC, membentuk hidrida. Ini juga sangat reaktif dengan halogen, dan meledak dalam kontak dengan bromin cair.

Ledakan juga diproduksi ketika kalium bereaksi dengan asam terhalogenasi, seperti asam klorida, dan campuran sangat dipukuli atau diguncang. Kalium cair juga bereaksi dengan sulfur dan hidrogen sulfida.

Organik

Bereaksi dengan senyawa organik yang mengandung kelompok aktif, tetapi inert terhadap hidrokarbon alifatik dan aromatik. Kalium bereaksi perlahan dengan amonium untuk membentuk potasomine (KNH₂).

Tidak seperti natrium, kalium bereaksi dengan karbon dalam bentuk grafit untuk membentuk serangkaian senyawa interlaminar. Senyawa ini memiliki hubungan atom karbon-potasium: 8, 16, 24, 36, 48, 60 atau 1; Artinya, KC₆₀, Misalnya.

Penggunaan Kalium

Kalium logam

Tidak ada banyak permintaan industri untuk kalium logam. Sebagian besar menjadi kalium superoksida, digunakan dalam peralatan pernapasan, karena melepaskan oksigen dan menghilangkan karbon dioksida dan uap air.

Paduan Nak memiliki kapasitas penyerapan panas yang luar biasa, sehingga digunakan sebagai refrigeran di beberapa reaktor nuklir. Juga, logam yang diuapkan telah digunakan dalam turbin.

Senyawa

Khlorida

KCL digunakan dalam pertanian sebagai pupuk. Ini juga digunakan sebagai bahan baku untuk produksi senyawa kalium lainnya, seperti kalium hidroksida.

Hidroksida

Juga dikenal sebagai kaustik potassa, koh, digunakan dalam pembuatan sabun dan deterjen.

Reaksinya dengan yodium menghasilkan kalium iodida. Garam ini ditambahkan ke Table Salt (NaCl) dan di Feed untuk melindunginya dari kekurangan yodium. Kalium hidroksida digunakan dalam pembuatan baterai alkaline.

Nitrat

Juga dikenal sebagai Salitre, Kno₃, digunakan sebagai pupuk. Selain itu, digunakan dalam elaborasi kembang api; sebagai pengawet makanan, dan dalam pengerasan kaca.

Kromat

Ini digunakan dalam produksi pupuk dan produksi kalium aluminium.

Karbonat

Ini digunakan dalam pembuatan kaca, terutama yang digunakan dalam pembuatan televisi.

Referensi

1. Kimia anorganik. (Edisi keempat). MC Graw Hill.
2. Kalium. Diperoleh dari: di.Wikipedia.org
3. Kalium. Encyclopædia Britannica. Dipulihkan dari: Britannica.com