Potassio
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| Generalità | |||||||||
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| Nome, Simbolo, Numero atomico | potassio, K, 19 | ||||||||
| Serie | metalli alcalini | ||||||||
| Gruppo, Periodo, Blocco | 1(IA), 4 , s | ||||||||
| Densità, Durezza | 856 kg/m3, 0,4 | ||||||||
| Aspetto | bianco argenteo |
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| Proprietà atomiche | |||||||||
| Peso atomico | 39,0983 amu | ||||||||
| Raggio atomico (calc.) | 220 (243) pm | ||||||||
| Raggio covalente | 196 pm | ||||||||
| Raggio di van der Waals | 275 pm | ||||||||
| Configurazione elettronica | [Ar]4s1 | ||||||||
| e- per livello energetico | 2, 8, 8, 1 | ||||||||
| Stati di ossidazione | 1 (base forte) | ||||||||
| Struttura cristallina | cubica a corpo centrato | ||||||||
| Proprietà fisiche | |||||||||
| Stato della materia | solido | ||||||||
| Punto di fusione | 336,53 K (63,2°C) | ||||||||
| Punto di ebollizione | 1032 K (758,85°C) | ||||||||
| Volume molare | 45,94 · 10-6 m3/mol | ||||||||
| Calore di evaporazione | 79,87 kJ/mol | ||||||||
| Calore di fusione | 2,334 kJ/mol | ||||||||
| Tensione di vapore | 1,06×10 · 10-4 Pa | ||||||||
| Velocità del suono | 2000 m/s a 293.15 K | ||||||||
| Varie | |||||||||
| Elettronegatività | 0,82 (Scala di Pauling) | ||||||||
| Calore specifico | 757 J/(kg*K) | ||||||||
| Conducibilità elettrica | 13,9 · 106/m·ohm | ||||||||
| Conducibilità termica | 102,4 W/(m*K) | ||||||||
| Energia di prima ionizzazione | 418,8 kJ/mol | ||||||||
| Energia di seconda ionizzazione | 3052 kJ/mol | ||||||||
| Energia di terza ionizzazione | 4420 kJ/mol | ||||||||
| Energia di quarta ionizzazione | 5877 kJ/mol | ||||||||
| Energia di quinta ionizzazione | 7975 kJ/mol | ||||||||
| Energia di sesta ionizzazione | 9590 kJ/mol | ||||||||
| Energia di settima ionizzazione | 11343 kJ/mol | ||||||||
| Energia di ottava ionizzazione | 14944 kJ/mol | ||||||||
| Nono potenziale di ionizzazione | 16963.7 kJ/mol | ||||||||
| Decimo potenziale di ionizzazione | 48610 kJ/mol | ||||||||
| Isotopi più stabili | |||||||||
| iso | NA | TD | DM | DE | DP | ||||
| 39K | 93,26% | K è stabile con 20 neutroni | |||||||
| 40K | 0,012% | 1,277 · 109 anni | β- ε |
1,311 1,505 |
40Ca 40Ar |
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| 41K | 6,73% | K è stabile con 22 neutroni | |||||||
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iso = isotopo |
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Il potassio è l'elemento chimico di numero atomico 19. Il suo simbolo è K e deriva dall'iniziale del nome latino Kalium.
È un metallo alcalino tenero, bianco-argenteo, che si trova in natura combinato con altri elementi sia nell'acqua di mare che in molti minerali. Si ossida rapidamente all'aria, ed è molto reattivo, specie con l'acqua, e somiglia molto al sodio per il suo comportamento chimico.
Indice |
[modifica] Caratteristiche
Il potassio è molto leggero, secondo in ordine di leggerezza dopo il litio; è addirittura meno denso dell'acqua. Come metallo è talmente tenero che si può tagliare facilmente con un coltello; le superfici fresche mostrano un colore argenteo che a contatto con l'aria sparisce rapidamente. Per questa grande facilità di reazione il potassio metallico deve essere conservato in olio minerale.
Come gli altri metalli alcalini, il potassio reagisce violentemente con l'acqua, generando idrogeno e idrossido di potassio; la reazione è così violenta che l'idrogeno prodotto nella reazione, può prendere fuoco. I suoi sali emettono una luce violetta se esposti alla fiamma.
[modifica] Applicazioni
- L'ossido di potassio, meglio noto come potassa, è usato come fertilizzante.
- Il nitrato di potassio si usa per fare la polvere da sparo.
- Il carbonato di potassio si usa nella fabbricazione del vetro.
- NaK, una lega di sodio e potassio è usata come mezzo di trasporto del calore.
- È un elemento indispensabile per la crescita delle piante ed è presente nella maggior parte dei tipi di suolo.
- Nelle cellule animali gli ioni potassio sono di importanza vitale.
- Il cloruro di potassio è usato per produrre sale da tavola a basso tenore di sodio; è anche usato per fermare il cuore, sia nella cardiochirurgia che nelle esecuzioni capitali attraverso iniezione letale.
- Il canrenoato di potassio si usa in medicina per scopi diurietici o antiandrogeni.
Molti sali di potassio trovano applicazioni. Tra essi si annoverano il bromuro, il carbonato, il cloruro, il cromato ed il bicromato, il cianuro, l'idrossido, lo ioduro, il nitrato ed il solfato.
[modifica] Storia
Il potassio è stato scoperto nel 1807 da Sir Humphry Davy, che lo ottenne dall'idrossido corrispondente (KOH).
Il potassio è stato il primo metallo alcalino a venire isolato tramite elettrolisi.
[modifica] Disponibilità
Questo elemento costituisce circa il 2,4% del peso della crosta terrestre, dove è il settimo per abbondanza.
In molti minerali è presente in forma di sali insolubili, dai quali è difficile estrarlo. Alcuni suoi minerali, tra cui la carnallite, la langbeinite, la polialite e la silvite, vengono generalmente rinvenuti sul fondo di laghi e mari antichi.
Giacimenti di sali potassici si trovano negli Stati Uniti (California, New Mexico, Utah), in Canada, in Germania ed in altri paesi.
Il potassio metallico viene isolato dal suo idrossido per elettrolisi, con un processo che è cambiato poco dai tempi di Davy. A volte si ricorre anche a metodi termici.
[modifica] Isotopi
Sono noti 17 isotopi del potassio, ma in natura se ne trovano solo tre: il 39K (93.3%), il 40K (0.01%) e il 41K (6.7%), mentre gli altri sono artificiali. Il 40K decade in 40Ar (11.2%, stabile) per cattura elettronica ed emissione di positroni, e in 40Ca (88.8%, stabile) per emissione di elettroni; il 40K ha una emivita di 1.250×109 anni.
Il decadimento di 40K in 40Ar è usato comunemente per datare le rocce; il metodo convenzionale K-Ar dipende dal presupposto che la roccia non contenesse argon al momento della sua formazione, e che perciò tutto il 40Ar radioattivo che contiene, intrappolato nella roccia, sia dovuto al decadimento del 40K. I minerali sono datati misurando la loro concentrazione di potassio, e poi il loro contenuto di argon radioattivo. Le rocce più adatte pe rquesto metodo sono la biotite, la muscovite e quelle plutoniche ad alta metamorfizzazione, come la hornblende, e vulcaniche feldspati; si possono datare anche campioni interi di roccia da flussi vulcanici e intrusivi superficiali, se sono integri.
A parte la datazione geologica, gli isotopi di potassio sono usati estesamente come tracciante radioattivo negli studi sul clima. Inoltre si usa per studi sul ciclo dei nutrienti, perché il potassio è un macronutriente necessario per la vita.
Il 40K è abbastanza abbondante rispetto al potassio normale da rendere grosse quantità di sali di potassio una sorgente percettibile di radiazioni, adatta per dimostrazioni in classe.
[modifica] Ruolo biologico
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Per approfondire, vedi la voce potassemia. |
Nell'organismo, il potassio esiste sotto forma di ione positivo (catione), K+ ed è lo ione inorganico più abbondante all'interno delle cellule, dove viene trasportato mediante meccanismi che richiedono un apporto di energia. Molti antibiotici, come ad esempio quelli prodotti dal bacillus brevis, attaccano le cellule batteriche aprendo su di esse canali di scambio attraverso i quali gli ioni Na+ e K+ possono attraversare la membrana cellulare, alterando il potenziale elettrico della membrana stessa.
La concentrazione di ioni K+ nel sangue è regolata in maniera da avere fluttuazioni minime, dato che concentrazioni troppo alte (ipercalemia) o troppo basse (ipocalemia) possono avere ripercussioni gravi sul cuore e sui nervi.
Nel plasma sanguigno la concentrazione degli ioni K+ è generalmente compresa tra 0,0035 e 0,005 M; all'interno delle cellule è invece circa 0,1 M.
[modifica] Precauzioni
frasi R: R 14/15-34
frasi S: S 1/2-5-8-45
Avvertenze
Il potassio reagisce violentemente con l'acqua, sviluppando idrogeno. Viene pertanto conservato sotto cherosene - o altro idrocarburo liquido - e maneggiato con estrema cautela. Da evitare il contatto diretto con la pelle.
[modifica] Etimologia
Il termine potassio deriva dal latino scientifico Potassium, derivante a sua volta da potassa.
[modifica] Citazioni letterarie
- Al potassio è dedicato uno dei racconti de "Il sistema periodico" di Primo Levi.
[modifica] Voci correlate
[modifica] Altri progetti
Wikimedia Commons contiene file multimediali su Potassio
Wikizionario contiene la voce di dizionario «potassio»
[modifica] Collegamenti esterni
in inglese
