Potasyum

Özellikler

Potasyum, "K" sembolü ile gösterilen ve atom numarası 19 olan kimyasal bir elementtir. Potasyum, çok az kuvvetle, hatta bıçakla kesilebilecek kadar yumuşak, gümüşi beyaz renk bir metaldir.^[1] Potasyum, bir aleve lavanta rengi verir ve buharı yeşildir. Potasyum metali atmosferik oksijenle hızla reaksiyona girerek sadece birkaç saniye içinde lapa lapa beyaz potasyum peroksit oluşturur.

İlk olarak, adını aldığı bitkilerin külleri olan potastan izole edilmiştir. Potasyum, dış elektron kabuğundaki tek elektronunu pozitif yüklü bir iyon oluşturmak için kolayca çıkarılabilen alkali metaldir. Anyonlarla birleşerek tuzlar oluşturan bir katyondur. Doğada potasyum sadece iyonik tuzlarda bulunur. Potasyum, suyla kuvvetli bir şekilde reaksiyona girerek, reaksiyonda yayılan hidrojeni tutuşturmak için yeterli ısı üretir ve leylak rengi bir alevle yanar.

Fiziksel Özellikler

Potasyum, lityumdan sonra en yoğun ikinci metaldir. Düşük erime noktasına sahip yumuşak bir katıdır ve bıçakla kolayca kesilebilir. Yeni kesilmiş potasyum görünüşte gümüş rengindedir, ancak havaya maruz kaldığında hemen griye dönüşmeye başlar. Alev testinde, potasyum ve bileşikleri, 766,5 nanometre emisyon dalga boyu ile leylak rengi yayar.^[2]

Kimyasal Özellikler

Potasyum, havadaki oksijen, su ve karbondioksit bileşenleriyle reaksiyona girer. Oksijenle potasyum peroksit oluşturur. Su ile potasyum hidroksit oluşturur. Potasyumun su ile reaksiyonu ekzotermik olabilir, özellikle tepkime sırasında üretilen hidrojen gazı tutuşabilir. Bu nedenle, potasyum ve sıvı sodyum-potasyum (NaK) alaşımı, artık kullanılmamalarına rağmen güçlü kurutuculardır. ^[3]

Bulunma Sıklığı ve Üretimi

Potasyum, yer kabuğunda en çok bulunan yedinci metaldir. Kütlece yer kürenin %2,4 oluşturur. Dünyada milyarlarca ton potasyum klorür birikintileri var. Yılda yaklaşık 35 milyon ton potasyum klorür çıkartılmaktadır. Potasyum minerallerinin çoğu magmatik kayalarda bulunur. Metalin bu minerallerden elde edilmesi zordur. Bununla birlikte, denizlerin veya göllerin buharlaşmasıyla oluşan birikintilerde bulunan silvit (potasyum klorür), silvinit (potasyum ve sodyum klorür karışımı) ve karnalit (potasyum magnezyum klorür) gibi başka minerallerden de potasyum elde edilebilmektedir. Potasyum tuzları bu kaynaklardan daha kolay bir şekilde elde edilebilir.

Uygulama ve Kullanım Alanları

Potasyum metali ısı değişim ortamı olarak kullanılabilir. Bir ısı değişim ortamı, ısıyı bir yerden alıp başka bir yere taşıyan bir malzemedir. Potasyum metali nükleer santrallerde ısı değişim ortamı olarak kullanılır. Reaktörün çekirdeğinde veya merkezinde ısı üretilir. Sıvı potasyum, çekirdeği çevreleyen borulara pompalanır. Isı dışarı çıktıkça potasyum tarafından emilir. Potasyum daha sonra borulardan bir odacığa itilir. O odada potasyum borular suyla dolu boruların etrafına sarılır. Potasyumdaki ısı suyu ısıtır. Sonunda su kaynamak için yeterince ısınır. Buhara dönüşür ve elektrik üreten cihazları çalıştırmak için kullanılır.

Tarihi

Güherçile (potasyum nitrat, KNO₃), şap (potasyum alüminyum sülfat, KAl (SO₄)₂) ve potas (potasyum karbonat, K₂CO₃) şeklindeki potasyum tuzları yüzyıllardır bilinmektedir. Barut, boyama ve sabun yapımında yıllarca kullanıldılar. Bu ürünleri elemente indirgemek isteyen ilk kimyagerler başaramadılar ve potasyum, Antoine Lavoisier tarafından "toprak" olarak sınıflandırıldı. Sonra 1807'de Humphry Davy, nemli potas'ı elektrik akımına maruz bıraktı ve yeni bir metal olan potasyumun metalik küreciklerinin oluşumunu gözlemledi. Suya düştüklerinde, lavanta renkli bir alevle yanarak yüzeyde dolaştıklarını belirtti.

Etimolojisi

Potasyum elementinin İngilizce adı, çeşitli potasyum tuzlarını çıkarmak için erken bir yönteme atıfta bulunan "potas" kelimesinden gelmektedir.^[5] Humphry Davy, 1807'de elektroliz kullanarak saf elementi ilk izole ettiğinde, ona potas kelimesinden türetilen potasyum adını verdi.

"K" sembolü, Arapçada alkali kökünden gelen kali'den gelmektedir. 1797'de Alman kimyager Martin Klaproth, lösit ve lepidolit minerallerinde "potas" keşfetti ve "potas"ın bitki büyümesinin bir ürünü olmadığını, aslında kali olarak adlandırmayı önerdiği yeni bir element içerdiğini fark etti. 1807'de Humphry Davy, elementi elektroliz yoluyla üretti. 1809'da Ludwig Wilhelm Gilbert, Davy'nin "potasyumu" yerine Kalium adını önerdi.^[4] 1814'te İsveçli kimyager Berzelius, "K" kimyasal simgesiyle potasyum yerine kalium adını savundu.^[6]

İngilizce ve Fransızca konuşan ülkeler Davy ve Gay-Lussac/Thénard'ın Potassium adını, Cermen ülkeleri Gilbert/Klaproth'un Kalium adını benimsedi. Uluslararası Saf ve Uygulamalı Kimya Birliği'nin "Altın Kitabı" resmi kimyasal sembolü K olarak belirlemiştir. ^[8]

Önlem ve Güven

Potasyumun Sağlığa Etkileri

Potasyum sebzeler, meyveler, patates, et, ekmek, süt ve kuruyemişlerde bulunur. İnsanların sıvı sisteminde önemli bir rol oynar ve sinir fonksiyonlarına yardımcı olur. Potasyum, iyon K⁺ olarak hücrelerin içinde yoğunlaşır ve vücudun potasyumunun %95'i bu şekilde bulunur.

Potasyum solunduğunda insanı etkileyebilir. Toz veya sislerin solunması gözleri, burnu, boğazı, akciğerleri tahriş ederek hapşırma, öksürme ve boğaz ağrısına neden olabilir. Daha yüksek maruziyetlerde akciğerlerde sıvı birikmesine neden olabilir ve bu ölüme neden olabilir. Deri ve göz teması kalıcı hasara yol açan ciddi yanıklara neden olabilir.

Potasyumun Çevresel Etkileri

Azot ve fosforla birlikte potasyum, bitkilerin hayatta kalması için gerekli makrominerallerden biridir. Toprak sağlığı, bitki gelişimi ve hayvan beslenmesi açısından varlığı büyük önem taşımaktadır. Bitkideki birincil işlevi, ozmotik basıncın ve hücre boyutunun korunmasındaki rolüdür, böylece fotosentez ve enerji üretiminin yanı sıra stomatal açılma ve karbondioksit tedariki, bitki turgoru ve besinlerin yer değişimini etkiler.

Düşük potasyum seviyelerinin sonuçları çeşitli semptomlarda belirgindir: kısıtlı büyüme, düşük çiçeklenme, düşük verim ve düşük kaliteli ürünler.

Suda çözünebilen yüksek potasyum seviyeleri, çimlenen fidelere zarar verir, diğer minerallerin alımını engeller ve mahsulün kalitesini düşürür.

İlginç Bilgiler ve Diğer

• Potasyum, oda sıcaklığında parlak bir metaldir. Havaya maruz kaldığında, oksitleyici bir tabaka hızla oluşur ve görünümünü donuk bir griye çevirir.
• Potasyum, hidrojen gazı oluşturmak için su ile kuvvetli bir şekilde reaksiyona girer. Bu gaz reaksiyondan açığa çıkan enerjiden tutuşabilir ve potasyumun suda yandığı izlenimini verir.
• Potasyum, elektrolizle keşfedilen ilk metaldi.
• Potasyum, bir metal için düşük yoğunluğa sahiptir. Saf potasyum metali su üzerinde yüzer.
• Alev testinde potasyum parlak kırmızı ile yanar. Alev, suyun içindeyken leylak rengi bir renk alır.