K

Kalium

atomnummer: 19
gruppe: 1
periode: 4
atomvekt: 39,0983

I mennesket
140 g

I jordskorpen
1,7 %

I havet
390 mg/liter

På solen
0,00 ppt

Reaktivt så det holder

Kalium er et viktig grunnstoff. Det omgir oss på alle kanter og har mange viktige oppgaver biologisk sett. Men dette er først og fremst som en del av forskjellige forbindelser eller som ioner. Rent kalium er ikke i seg selv særlig nyttig. Metallet er dersom det er helt rent, sølvhvitt, men det reagerer så raskt med luft og vann, selv ved romtemperatur, at du sjelden ser det i den formen. Likevel, dersom du skjærer i metallet, så mykt er det faktisk, så ser du hvordan metallet egentlig ser ut før det reagerer med oksygenet i luften.

Siden rent kalium er så reaktivt må det oppbevares i lufttette bokser eller under petroleum. Og på samme måte som slektningen over i periodesystemet, natrium, så reagerer metallet med vann. Det reagerer faktisk enda kraftigere enn natrium, til tross for at den energetiske gevinsten er mindre. Og denne trenden bare fortsetter nedover i alkali-gruppen, reaksjonen blir voldsommere og voldsommere når vi går fra Na til Cs via K og Rb. Atomstørrelsen øker og dermed blir det enkere å stikke av med et elektron fra det ytterste skallet, selv om energigevinsten blir mindre og mindre.

Navn

[Illustrasjon]

Humphry Davy.

Det engelske navnet for kalium er potassium, oppkalt etter pottaske. Navnet kalium kommer fra den siste del av det arabiske ordet ”al qali” = planteaske. Alkali er navnet til alle metallene i 1. hovedgruppe.

Historie

Humphry Davy isolerte metallene kalium og natrium med få dagers mellomrom i 1807. Han var bare 29 år gammel da han gjorde denne banebrytende bragden ved hjelp av elektrolyse.

Kalium ble først fremstilt fra smeltet kaliumhydroksid (KOH). Et par dager senere fremstilte han metallisk natrium på tilsvarende måte fra smeltet kaustisk soda (natriumhydroksid, NaOH). Humphry Davy, som senere skulle bli Sir, gav kalium navnet pottasium, og dette navnet brukes stadig på engelsk.

Forekomst

Kalium utgjør i underkant av 2 % av jordskorpen. Det er meget reaktivt og forekommer derfor ikke som rent grunnstoff, men kun i kjemiske forbindelser med andre grunnstoffer. Det er særlig utbredt i silikater som kalifeltspat (ortoklas), KAlSi3O8, og kaliglimmer (muskovitt), Kl2AlSi3O8, kanskje bedre kjent som kråkesølv. Ved forvitring og utvasking absorberes kalium i jordbunnen.

Kalium finnes også i store saltforekomster, bl.a. i Uralfjellene, Canada, Tyskland og Frankrike.

I kroppen

[Foto: Pat Herman.]

Avokado er den frukten/grønnsaken som inneholder
mest kalium.
Foto: Pat Herman.

Kalium er livsnødvendig for mennesker, dyr og planter. Natrium er primært utenfor cellene, mens kalium er inne i cellene. Natrium- og kaliumioner bestemmer bl.a. cellenes overføringspotensiale og dermed overføringen av nerveimpulser og andre fysiologiske funksjoner. Kalium er viktig for åndedrettet og en rekke enzymer.

Et menneske med et normalt kosthold vil som regel ikke ha problemer med å få dekket sitt behov av kalium siden mange grønnsaker og frukt inneholder mye av dette alkalimetallet. Avokado regnes som den matvaren som inneholder mest kalium.

Ved alvorlig væskemangel faller konsentrasjonen av kalium i cellene, mens natriumkonsentrasjonen øker. For å gjennopprette balansen mellom K og Na kan pasienten tilføres en løsning av kaliumioner fra en droppflaske. Løsningen fra droppflasken er koplet til en kanyle som føres inn i en vene. Tilførselen justeres med en klemme på slangen.

Naturlig forekommende radioaktivitet

Det finnes flere kaliumisotoper. Kalium-39 er veldig vanlig i jordskorpen og den er stabil. Men 1 av 10 000 kaliumatomer er av en annen isotop-type, kalium-40 og denne er radioaktiv. Kalium-40 bidrar med 20 % av den naturlige radioaktive bakgrunnstrålingen, og dette har ingen ting med atomkraft eller industrielle prosesser å gjøre.

Siden kalium er et helt essensielt grunnstoff for planter, så vil de fleste former for kunstgjødsel inneholde kalium, og inneholder det kalium så inneholder det også den radioaktive isotopen, kalium-40. En skipslast med kunstgjødsel kan derfor være like radioaktiv som en med uranmalm. Halveringstiden for kalium-40 er 1,28∙109 år

Kunstgjødsel

[Copyright: Yara. Foto: Terje S. Knudsen]

Lossing av gjødsel.
Copyright: Yara. Foto: Terje S. Knudsen

Kalium er et nødvendig grunnstoff for planter. Dersom en plante mangler kalium anrikes sukker og aminosyrer mens cellulose og proteindannelsen nedsettes. Grunnstoffet er dermed helt sentral i de fleste kunstgjødsler.

Generelt består kunstgjødsel av grunnstoffene nitrogen, fosfor og kalium. I tillegg kan det være tilsatt noen andre viktige næringsstoffer for planter som svovel og bor. Fullgjødsel består av 10 % kalium.

Oksygen under krevede forhold

Er du brannmann og iferd med å slukke en brann med kraftig røykutvikling eller russisk astronaut, så er det kanskje kaliumsuperoksid som genererer det oksygenet du puster inn.

I stedet for å bruke tanker med oksygen under trykk, kan du nemlig bruke pustemasker som er basert på reaksjonen mellom superoksidet, KO2, og karbondioksiden du puster ut. Det dannes kaliumkarbonat og oksygen.

Tankene er mindre og lettere enn de tradisjonelle gass-under-trykk tankene, og kan også benyttes ved dykking. Men dette er spesialutstyr, siden reaksjonen som finner sted dersom superoksidet skulle komme i kontakt med vann er eksplosiv.

Anvendelser

[Copyright: Yara. Foto: Terje S. Knudsen]

Lossing av gjødsel.
Copyright: Yara. Foto: Terje S. Knudsen

Kalium er essensielt for planter, og det brukes derfor i kunstgjødsel. Kunstgjødsel består av nitrogen, fosfor og kalium, eventuelt sammen med noen andre viktige næringsstoffer for planter, for eksempel svovel og bor. Fullgjødsel består av 10 % kalium.

Pottaske (K2CO3) brukes som hevemiddel i enkelte kaker.

Kalium brukes i fotoceller, da det ved bestråling lett avgir sitt ytterste elektron. Sammen med natrium brukes det i legeringer til varmeoverføring i atomreaktorer. En legering med 77 % kalium og 23 % natrium har et smeltepunkt på -12,3 °C.

Kalium brukes også til fremstilling av kaliumhyperoksid KO2, som bl.a. brukes som oksygenkilde i oksygenmasker.

K-Ar datering av bergarter

K-Ar datering benyttes til å finne alderen på bergarter. Mange bergarter og mineraler inneholder K-40. Denne omdannes med tiden til Ar-40.

Gassen forblir fanget i bergarten og ved å smelte denne frigis gassen. Dermed kan man måle forholdstallet mellom K-40 og Ar-40, og dette gir et godt estimat på bergartens alder.

I miljøet

Naturlig kalium består av 3 isotoper, 39K (93,3%), 40K (0,012%) og 41K (6,7%). 40K er radioaktivt med en halveringstid på 1,28∙109 år. 40K kan spaltes på to måter.

40K → (β-henfald) 40Ca + e- + υe

40K + e- → positron + 40Ar

40Ca utgjør ca 96,9 % av det naturlige Ca, mens 40Ar utgjør hele 99,6 % av naturlig argon. Omdannelsen fra 40K til 40Ar brukes til å aldersbestemme mineraler.

Kjemien

Kalium er alltid enverdig i forbindelser, dvs. at det inngår kun ett elektron fra kalium i bindinger med andre grunnstoffer. De fleste kaliumforbindelser er lettløselige i vann. Kalium farger en ikke-lysende gassflamme rødfiolett. Flammen ses best gjennom blåfarget koboltglass, da fargen lett dekkes av den kraftigere gule natriumflammefargen.

Forfatter: Renie K. Birkedal Nielsen

Finn nabogrunnstoff

  Na Mg
  K Ca
  Rb Sr

Vis alt om kalium

Kalium i periodesystemet

Visste du at...

Sb

mens sort antimonsulfid ble brukt som øyeskygge i gamle Egypt, ble gult blyantimonat benyttet til glasering av veggene i Babylon på Nebukadnesars tid?

Les mer om antimon

App

Periodic Puzzle

Noen har rotet det til i periodesystemet. Du må flytte grunnstoffene tilbake på riktig plass.

Les mer:
Om Periodic Puzzle appen

Samarbeidspartner

Naturhistorisk museum

 


Les om periodesystemet (bakom-stoff, utdypende artikler)
Periodesystemet.no fra Kjemisk institutt, Universitetet i Oslo.   Idé: Dmitrij Ivanovitsj Mendelejev.
Prosjektledelse: Svein Stølen. Design: John Vedde.   Redaksjon     Rettigheter