kalium

Kalium utgjer 2,4 masseprosent av jordskorpa. Dei mest alminnelege kaliumholdige minerala er ortoklas, KAlSi₃O₈, og muskovitt, KAl₂AlSi₃O₁₀. Ved forvitring av desse silikata blir frigjorde kaliumioner som blir absorbert i jordbotnen. Natriumioner som blir danna på liknande måte og i liknande mengder, blir ikkje absorbert i same grad av jordbotnen, og blir ført ut i havet. Havvatn inneheld derfor langt mindre kaliumioner (0,04 prosent) enn natriumioner (1,1 prosent).

Grunnstoffet kalium finn vi sjeldan i rein form. Dei viktigaste kjeldene til kalium er kaliumklorid, sylvin og karnalitt, KCl·MgCl₂·6H₂O. Særleg rike saltleigar finst i Russland, Tyskland og Frankrike. Nokre av dei største førekomstane finst i Uralfjella og i Saskatchewan i Canada. USA har òg store førekomstar av kaliumsaltar, til dels i form av saltholdige innsjøar. Betydelege mengder finst òg i Det kaspiske hav og Daudehavet.

Alt i alt blir Jordas reservar av kaliumsaltar anslått til over 100 milliardar tonn.

Kalium kan framstillast ved elektrolyse av vassfritt, smelta kaliumhydroksid, KOH, eller ved omsetning av kalsiumkarbid med kaliumfluorid, som illustrert i denne reaksjonslikninga:

CaC₂(s) + 2KF(s) → CaF₂(s) + 2C(s) + 2K(l)

Den viktigaste metoden er reduksjon av smelta kaliumklorid med flytande natrium ved 850 °C i ein vernande atmosfære av nitrogen. Kalium fordampar, og dampen blir kondensert. Metallet blir reinsa til slutt ved fraksjonert destillasjon.

Kaliummetall reagerer raskt med luft og vatn allereie ved romtemperatur. Ein oppbevarer difor kalium under vass- og luftfrie vilkår, til dømes i petroleum (olje). Petroleum støyter vatn frå seg og gjer at kaliumet ikkje reagerer med vatn under oppbevaringa. Skulle kalium likevel kome i kontakt med vatn, vil det frese og ta fyr.

Kalium vil flyte på vatn, men vil smelte på grunn av den store reaksjonsvarmen som blir utvikla ved reduksjonen av vatn til hydrogen (som tek fyr umiddelbart):

2K(s) + 2H₂O(l) → 2K⁺(aq) + OH^–(aq) + H₂(g)

Ved oppvarming i luft brenn kalium hovudsakleg til kaliumperoksid.

I sambindingane sine er kalium einverdig (oksidasjonstal +I). Ved oppvarming i luft brenn kalium hovudsakleg til kaliumhyperoksid, KO₂.

Kaliumsambinding er oftast lett lauslege i vatn. Slike løysingar så vel som faste sambinding er fargelause, såframt ikkje anionet er farga.

Kalium og kaliumsambindingane gir ein raudfiolett flammeprøve. Flammen blir halden auge med best gjennom blåfarga koboltglas, fordi fargen til kaliumflammen elles lett blir overskugga av den kraftigare, gule natriumflammen frå uunngåelege forureiningar.

Metallisk kalium blir brukt ved syntesar i organisk kjemi. Fordi kalium lett gir det ytste elektronet ved bestråling med lys, har metallet vorte brukt i fotoceller.

Natrium og kalium dannar lavtsmeltande legeringar. Lågast smeltepunkt, –12,3 °C, har ei legering med 77 prosent kalium og 23 prosent natrium. Slike legeringar blir brukte som varmeoverføringsmedium i kjernereaktorar.

Mesteparten av kaliumet som blir produsert blir brukt til framstilling av kaliumhyperoksid. Det blir mellom anna brukt som oksygenkjelde i oksygenmasker.

Den viktigaste bruken av kaliumsambindingar er som kaliumgjødsel.

Kalium er livsnødvendig både for menneske, dyr og plantar. Kalium finst fortrinnsvis inne i cellene og ligg dels føre som K⁺-ion i cellevæska, dels bunde til plasmakolloida av cellene, og speler der ei viktig rolle både i sambinding med osmotiske forhold i cellene og for stoffskifteprosessane. Vidare er det viktig at kalium er til stades inne i cella i større mengd enn natrium, medan det utanfor cella er omvendt. Dette har noko å seie for utløysing av muskel- og nerveimpulsar med meir. I plantane fører kaliummangel mellom anna til at sukker og aminosyremengder blir opprikte, samtidig som cellulose- og proteindanninga blir nedsett.

Kalium- og natriumsalt var kjende og i bruk frå oldtida. Dei gjekk under ulike namn, og då dei hadde liknande kjemiske eigenskapar, skilde ein ikkje mellom dei, sjølv om dei kom frå ulike kjelder.

Den tyske kjemikaren Martin Heinrich Klaproth var den første som hevda at karbonata av natrium og kalium var ulike. Han kalla stoffet frå planteriket kali og stoffa frå mineralriket natron.

I 1807 lykkast det Humphry Davy å framstille eit metall ved elektrolyse av kaustisk pottoske. Med få dagars mellomrom greidde han å isolere metalla kalium og natrium. Kalium blei danna av smelta kaliumhydroksid (KOH). Ved å bruke den same metoden klarte han nokre dagar seinare å danne natrium frå smelta kaustisk soda (natriumhydroksid, NaOH). Han hevda at det var eit grunnstoff som han kalla potassium.

Då den tyske kjemikaren Ludwig Wilhelm Gilbert (1769–1824) omtalte Davys oppdaging, kalla han grunnstoffet kalium, frå Klaproths kali. Namnet kalium kjem i frå det arabiske ordet al gali, som tyder «planteoske». Potassium er framleis namnet på grunnstoffet i engelsk og fransk, medan på andre språk blir grunnstoffet kalla kalium.

Då Jöns Jacob Berzelius i 1813 foreslo kjemiske symbol for grunnstoffa, kalla han først kalium for Po, etter potassium, men han bytte symbolet til K for kalium året etter.

• kaliumoksid
• kaliumgjødsel
• metall
• grunnstoff
• periodesystemet