Lexikon: Kalium

 

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Eigenschaften
Kalium - Calcium
Na
K
Rubidium|Rb  
 
 
Ar4s1
39
19
K
Allgemein
Name, Liste der chemischen Elemente nach Symbol|Symbol, Liste der chemischen Elemente nach der Ordnungszahl|Ordnungszahl Kalium, K, 19
Serie Alkalimetalle
Gruppe, Periode des Periodensystems|Periode, Block des Periodensystems|Block 1(IA), Periode-4-Element|4, Atomorbital|s
Aussehen silbrig weiß
Massenanteil an der Erdhülle 2,4 %
Atomar
39,0983
(berechnet) pm
Kovalenter Radius 196 pm
van der Waals-Radius 275 pm
[[Argon|Ar]4s1
pro 2, 8, 8, 1
Austrittsarbeit 2,3 eV
1. kJ/mol
2. Ionisierungsenergie 3052 kJ/mol
3. Ionisierungsenergie 4420 kJ/mol
4. Ionisierungsenergie 5877 kJ/mol
5. Ionisierungsenergie 7975 kJ/mol
6. Ionisierungsenergie 9590 kJ/mol
7. Ionisierungsenergie 11343 kJ/mol
8. Ionisierungsenergie 14944 kJ/mol
9. Ionisierungsenergie 16963,7 kJ/mol
10. Ionisierungsenergie 48610 kJ/mol
Physikalisch
fest
Modifikationen -
kubisch raumzentriert
Dichte () kg/m3 (0,4)
-
K (63,38 °Grad Celsius|C)
1032 K (759 °C)
Molares Volumen m3/mol
79,87 kJ/mol
2,334 kJ/mol
Pa bei __ K
m/s bei 293,15 K
Spezifische Wärmekapazität J/(kg · K)
Elektrische Leitfähigkeit S/m
W/(m · K)
Chemisch
Oxidationszustände 1
und (Basizität) basisch)
Normalpotential V (K++ e- → K)
0,82 ()
Isotope
Isotop NH t1/2 ZM ZE mega|MElektronenvolt|eV ZP
38K {syn.} 7,636 min ε 5,913 38Ar
39K 93,26 % K ist Stabiles Isotop|stabil mit 20 en
40K 0,012 % a β-
Elektronen-Einfang|ε
1,311
1,505
40Ca
Argon|40Ar
41K 6,73 % K ist stabil mit 22 Neutronen
42K {syn.} 12,360 h β- 3,525 42Ca
43K {syn.} 22,3 h β- 1,815 43Ca
NMR-Eigenschaften
39K 41K
3/2 3/2
T 1,248 · 107 6,852 · 106
Empfindlichkeit 0,000508 8,4 · 10-5
T MHertz (Einheit)|Hz MHertz (Einheit)|Hz
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheitensystem|SI-Einheiten verwendet.
Wenn nicht anders vermerkt,
gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Kalium, (von Kali aus Arabische Sprache|arab. al qalja = Soda) ist ein chemisches Element der 1. Hauptgruppe des s mit der 19.

Geschichte

Am 19. November 1807 berichtete Humphry Davy|Davy, es sei ihm gelungen, durch Elektrolyse von schwach angefeuchteten Ätzalkalien zwei verschiedene Metalle zu gewinnen; das eine Metall nannte er Sodium (dies ist noch heute die französische und englische Bezeichnung für Natrium), weil es in Soda enthalten ist, das andere Potassium (= englische und französische Bezeichnung für Kalium), weil man es aus Pottasche gewinnen kann. Im deutschen Sprachgebiet wird das Sodium Davys seit 1811 nach einem Vorschlag von Jöns Jakob Berzelius|Berzelius als Natrium bezeichnet, während man für das Potassium Davys den von Martin Heinrich Klaproth|Klaproth 1796 eingeführten Ausdruck Kalium (von arab.: al-qali = Asche, aus Pflanzenasche gewinnbar) übernahm.

Vorkommen

Kalium kommt in der Natur nur als Kation in Kaliumverbindungen vor. Im Meerwasser liegt die durchschnittliche Konzentration bei etwa 0,38 gK+/l.

Natürlich vorkommende kaliumhaltige e sind:

  • Sylvin - KCl
  • Sylvinit - KCl * NaCl
  • Carnalit - KCl * MgCl2 * 6 H2O
  • Kainit - KCl * MgSO4 * 3 H2O
  • Schönit - K2SO4 * MgSO4 * 6 H2O
  • Polyhalit - K2SO4 * MgSO4 * MgSO4 * 2 CaSO4
  • Orthoklas (Kalifeldspat) - KAlSi3O8

Gewinnung und Darstellung

  • Umsetzung von Kaliumchlorid mit metallischem bei Temperaturen über 850 °C in der Gasphase zu Kalium und Natriumchlorid:
    KCl + Na -> K + NaCl
    Der sich am Kopf des Reaktionsraumes bildende Metalldampf aus Kalium und Natrium wird durch fraktionierte Destillation weiter aufgearbeitet. Abgetrenntes Natrium wird in den Reaktionsraum zurückgeführt.
  • Umsetzung von Kaliumfluorid mit Calciumcarbid:
    2 KF + CaC2 -> CaF2 + 2 K + 2 C
    Die Gewinnung durch Schmelzflusselektrolyse (s. Natrium) von Kaliumchlorid wird aufgrund der hohen Löslichkeit des metallischen Kaliums in Kaliumchlorid nicht mehr durchgeführt.

Die Weltproduktion liegt bei einigen hundert Jahrestonnen.

Eigenschaften

Bild: Kalium.JPG Analog den anderen Alkalimetalle|Alkalimetallen reagiert Kalium mit anderen Elementen und Verbindungen sehr heftig und kommt in der natürlichen Umwelt nur in gebundener Form vor. Chemisch ist es reaktionsfähiger als . Kalium reagiert heftig mit Wasser unter Bildung von Kaliumhydroxid und Freisetzung von . Bei Luftzutritt entzündet sich der Wasserstoff. Es kann zu Verpuffungen und Explosionen kommen. Die silberweiß glänzende Schnittfläche überzieht sich innerhalb von Sekunden mit einer bläulich schimmernden Oxidschicht. Metallisches Kalium wird deshalb unter Schutzgas oder Paraffinöl aufbewahrt.

In trockenem verbrennt es unter violetter Flamme zu Kaliumhyperoxid KO2. An feuchter Luft reagiert es mit Wasser und weiter zu Kaliumcarbonat. In flüssigem ist Kalium, wie alle Alkalimetalle, unter Bildung einer blauvioletten Lösung gut löslich. Mit den Halogenen Brom und setzt sich Kalium unter Detonation zu den entsprechenden Halogeniden um.

Isotope

Kalium-40 ist eine wichtige Quelle natürlicher .

Verwendung

Kalium wird hauptsächlich in Kernreaktoren als Na-K-Legierung als Kühlflüssigkeit eingesetzt. Ansonsten hat metallisches Kalium nur geringe technische Bedeutung, da es durch das billigere Natrium ersetzt werden kann.

  • Dotierung von Wolframdrähten zur Herstellung von Glühlampenwendeln
  • NaK Wärmelegierung (Siehe )

Biologische Bedeutung

Wasserlösliche Kaliumsalze werden überwiegend als Dünger|Düngemittel verwendet, da Pflanzen die im Boden vorkommenden Kaliumsilicate schlecht aufschließen können.

Wichtige kaliumhaltige Düngemittel:

  • Kornkali mit MgO
  • Patentkali
  • Kaliumsulfat
  • 60er Kali
  • Nitrophoska
  • Hakaphos

Kalium ist als Mineralstoffe|Mineralstoff essentiell, also lebenswichtig, vor allem in seiner Funktion als Natrium-.

Weiterhin wird Kalium gerne für unauffällige, schwer nachweisbare Morde verwendet, da zum einen sehr geringe Mengen zum Tode führen und zum anderen Kalium sich interzellulär im Körper befindet, es nach dem Tod sowieso aus den Zellmembranen austritt und noch dazu in wesentlich höherer Konzentration als die benötigte Menge.

Es ist ein essientielles Spurenelement und es wird durch Trinkwasser aufgenommen.

Sicherheitshinweise

Nachweis

Neben dem Spektroskopie|spektroskopischen Nachweis kann man in Wasser gelöste Kalium-Ion (Chemie)|Ionen mit ionenspezifischen Elektroden nachweisen. Die meisten Kaliumelektroden nutzen die spezifische Komplexierung von Kalium durch Valinomycin C54H90N6O18, welches in einer Konzentration von etwa 0,7 % in eine Kunststoffmembran eingebettet ist.

Verbindungen

In seinen Verbindungen kommt Kalium nur als 1-wertiges Kation vor:

  • Kaliumbromid
  • Kaliumcarbonat (Pottasche)
  • Kaliumchlorat
  • Kaliumchlorid
  • Kaliumchromat
  • Kaliumdichromat
  • Kaliumfluorid
  • Kaliumhydrid
  • Kaliumhydroxid
  • Kaliumhyperoxid
  • Kaliumiodat
  • Kaliumiodid
  • Kalium-Natrium-Tartrat (Seignette-Salz)
  • Kaliumnitrat
  • Kaliumpermanganat
  • Kaliumpolysulfid
  • Kaliumsulfat
  • Kaliumthiocyanat
  • Kaliumhexacyanoferrat(III)

Literatur

Weblinks

Kategorie:Chemisches Element Kategorie:AlkalimetallKategorie:Periode-4-Element

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