iso:isotopo NA: abbondanza in natura TD:tempo di dimezzamento DM: modalità di decadimento DE: energia di decadimento in MeV DP: prodotto del decadimento
È un metallo tenero, bianco argenteo, che in natura si trova combinato con altri elementi, sia nell'acqua di mare sia in moltiminerali. È estremamente reattivo, più del sodio, si ossida rapidamente all'aria perdendo la lucentezza metallica; con l'acqua reagisce molto violentemente sviluppandoidrogeno e spesso poi la miscela si incendia per il calore che si produce dalla reazione fortemente esotermica.[3]
Il potassio è molto leggero, di colore bianco argenteo, è meno denso dell'acqua e il secondo in ordine di leggerezza dopo illitio. 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 producendoidrogeno gassoso eidrossido di potassio in soluzione; la reazione è così violenta che l'idrogeno prodotto nella reazione prende spesso fuoco. I suoi sali emettono una luce violetta se esposti allafiamma.
In epoca romana non erano noti né sali o altri composti del potassio, né il potassio elementare, cioè separato da altre sostanze.Kalium, il nome latino dell'elemento, fu coniato dal chimico tedescoLudwig Wilhelm Gilbert nel 1809. Il termine alcale, spesso usato ancora oggi, nella sua lingua originale deriva da القليه (traslitterato inal-qalyah) che significa "ceneri vegetali". Nell'arabo standard moderno, "potassio" si traduce con بوتاسيوم (būtāsyūm).
Il nome potassio deriva dalla parola "potassa", dall'olandesepotasschen (inglese: "pot ash")[4] (cenere di pentola), che si riferisce al metodo con cui è stato ottenuto il carbonato di potassio: lisciviazione di cenere di legna bruciata o di foglie di alberi bruciate e successiva evaporazione della soluzione in una pentola. La potassa è principalmente una miscela di sali di potassio perché le piante hanno un contenuto di sodio relativamente basso o anche nullo, e il resto del contenuto minerale principale di una pianta è costituito da idrossido di calcio dalla solubilità in acqua piuttosto bassa. Sebbene la potassa sia stata largamente utilizzata anche nell'antichità, non si è mai capito che potesse contenere sostanze fondamentalmente diverse dai sali di sodio di cui è in parte composta. Dunque per la maggior parte della sua storia il potassio è rimasto un elemento sconosciuto.
Georg Ernst Stahl ottenne evidenze sperimentali che lo portarono a suggerire la differenza fondamentale esistente tra i sali di sodio e quelli di potassio nel 1702.Henri Louis Duhamel du Monceau fu in grado di dimostrare questa differenza nel 1736. La composizione chimica esatta del potassio e dei composti del sodio non era conosciuta all'epoca e quindiAntoine Lavoisier non incluse il potassio nella sua lista di elementi chimici nel 1789.
Il potassio metallico fu isolato per la prima volta nel 1807 in Inghilterra da SirHumphry Davy, che lo ricavò dallapotassa caustica (KOH, per la IUPACidrossido di potassio) mediante l'uso di elettrolisi del sale fuso con la pilavoltaica recentemente scoperta. Il potassio è stato il primo metallo ad essere isolato medianteelettrolisi.
Anche se la produzione di potassio e sodio metallici avrebbe dovuto dimostrare che entrambi sono elementi chimici, ci volle del tempo prima che questa opinione divenisse universalmente condivisa.
Questo elemento costituisce circa il 2,4% o 2,6% del peso dellacrosta 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 lacarnallite, lalangbeinite, lapolialite e lasilvite, vengono generalmente rinvenuti sul fondo dilaghi emari antichi, come laDancalia.[5]
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.
Tali concentrazioni vanno confrontate con il valore delladose dietetica consigliata per il potassio, che è pari a 3 900 mg/die per adulti e bambini di età superiore ai 9 anni, 1.600 mg/die per bambini tra i 6 e i 9 anni e 1.000 mg/die per bambini tra 1 e 2 anni.[6]
Sono noti 17isotopi del potassio, ma in natura se ne trovano solo tre: il39K (93,3%), il40K (0,01%) e il41K (6,7%), mentre gli altri sono artificiali. Il40K decade in40Ar (11,2%, stabile) percattura elettronica o decadimento beta più e in40Ca (88,8%, stabile) perdecadimento beta meno; il40K ha unaemivita di1,25×109 anni.
Il decadimento di40K in40Ar 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 quindi tutto il40Ar che contiene, intrappolato nella roccia, sia dovuto al decadimento del40K. Iminerali sono datati misurando la loro concentrazione di potassio e poi il loro contenuto di argon. Le rocce più adatte per questo metodo sono quelle ricche nei mineralibiotite emuscovite e quelle plutoniche ad alta metamorfizzazione, contenenti l'orneblenda, e vulcaniche contenentifeldspati; 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 cometracciante radioattivo negli studi sulclima. Inoltre si usa per studi sul ciclo dei nutrienti, perché il potassio è unmacronutriente necessario per lavita.
Il40K 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.
Nell'organismo il potassio esiste sotto forma diione positivo (catione), K+ ed è lo ione inorganico più abbondante all'interno dellecellule, dove viene trasportato mediante meccanismi che richiedono un apporto dienergia. È presente in alte concentrazioni anche nelsucco gastrico. Moltiantibiotici, come per esempio quelli prodotti dalBacillus brevis, attaccano le cellule batteriche aprendo su di esse canali di scambio attraverso i quali gli ioniNa+ e K+ possono attraversare la membrana cellulare, alterando il potenziale elettrico della membrana stessa.
La concentrazione di ioni K+ nelsangue è regolata in maniera da avere fluttuazioni minime, dato che concentrazioni troppo alte (iperkaliemia) o troppo basse (ipokaliemia) possono avere ripercussioni gravi sulcuore e suinervi.
Il potassio reagisce violentemente con l'acqua sviluppandoidrogeno che solitamente si incendia. Deve pertanto essere conservato sottocherosene, o altroidrocarburo liquido, e maneggiato con estrema cautela. Da evitare il contatto diretto con lapelle.
