โพแทสเซียม: ประวัติโครงสร้างคุณสมบัติปฏิกิริยาการใช้งาน - เคมี - 2026

โพแทสเซียมเป็นสัญลักษณ์ทางเคมีคืออัลคาไลน์เคเลขอะตอมของมันคือ 19 และตั้งอยู่ด้านล่างโซเดียมในตารางธาตุ เป็นโลหะอ่อนที่สามารถใช้มีดตัดได้ นอกจากนี้ยังมีน้ำหนักเบาและสามารถลอยน้ำได้ในขณะที่ทำปฏิกิริยาอย่างรุนแรง

ตัดใหม่มีสีขาวเงินสว่างมาก แต่เมื่อสัมผัสกับอากาศจะออกซิไดซ์อย่างรวดเร็วและสูญเสียความมันวาวเปลี่ยนเป็นสีเทา (เกือบเป็นสีน้ำเงินเหมือนภาพด้านล่าง)

โพแทสเซียมที่ถูกออกซิไดซ์บางส่วนเก็บไว้ในน้ำมันแร่ ที่มา: 2 × 910

โพแทสเซียมทำปฏิกิริยากับน้ำอย่างระเบิดจนกลายเป็นโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์และก๊าซไฮโดรเจน เป็นก๊าซที่มีส่วนรับผิดชอบต่อการระเบิดของปฏิกิริยา เมื่อมันลุกไหม้ด้วยไฟแช็กอะตอมที่ตื่นเต้นของมันจะย้อมเปลวไฟให้เป็นสีม่วงเข้ม นี่เป็นหนึ่งในการทดสอบเชิงคุณภาพของเขา

เป็นโลหะที่มีปริมาณมากที่สุดเป็นอันดับ 7 ของเปลือกโลกและคิดเป็น 2.6% ของน้ำหนัก พบมากในหินอัคนีหินดินดานและตะกอนนอกเหนือจากแร่ธาตุเช่นซิลวิต (KCl) ซึ่งแตกต่างจากโซเดียมคือความเข้มข้นในน้ำทะเลต่ำ (0.39 g / L)

โพแทสเซียมถูกแยกออกในปี 1807 โดยเซอร์ฮัมฟรีย์เดวี่นักเคมีชาวอังกฤษโดยการอิเล็กโทรลิซิสของสารละลายไฮดรอกไซด์ KOH โลหะชนิดนี้เป็นโลหะชนิดแรกที่แยกได้ด้วยกระแสไฟฟ้าและ Davy ตั้งชื่อภาษาอังกฤษว่าโพแทสเซียม

อย่างไรก็ตามในประเทศเยอรมนีชื่อ kalium ถูกใช้เพื่ออ้างถึงโลหะ จากนามสกุลนี้มาพร้อมกับตัวอักษร 'K' ซึ่งใช้เป็นสัญลักษณ์ทางเคมีของโพแทสเซียม

โลหะเองมีการใช้ในอุตสาหกรรมเพียงเล็กน้อย แต่ก่อให้เกิดสารประกอบที่มีประโยชน์มากมาย อย่างไรก็ตามในทางชีววิทยามีความสำคัญมากกว่าเนื่องจากเป็นองค์ประกอบที่จำเป็นอย่างหนึ่งสำหรับร่างกายของเรา

ตัวอย่างเช่นในพืชชอบการสังเคราะห์ด้วยแสงกระบวนการออสโมซิส นอกจากนี้ยังส่งเสริมการสังเคราะห์โปรตีนจึงช่วยในการเจริญเติบโตของพืช

ประวัติศาสตร์

โปแตช

ตั้งแต่สมัยโบราณมนุษย์ใช้โปแตชเป็นปุ๋ยโดยไม่สนใจการมีอยู่ของโพแทสเซียมซึ่งมีความสัมพันธ์กับโปแตชน้อยกว่ามาก สิ่งนี้เตรียมจากขี้เถ้าของลำต้นและใบของต้นไม้ซึ่งมีการเติมน้ำซึ่งภายหลังระเหยออกไป

ผักมีโพแทสเซียมโซเดียมและแคลเซียมเป็นส่วนใหญ่ แต่สารประกอบแคลเซียมละลายในน้ำได้ไม่ดี ด้วยเหตุนี้โปแตชจึงเป็นสารประกอบโพแทสเซียมที่เข้มข้น คำนี้มาจากการหดตัวของคำภาษาอังกฤษ 'pot' และ 'ash'

ในปี 1702 G. Ernst Stahl ได้เสนอความแตกต่างระหว่างเกลือโซเดียมและโพแทสเซียม ข้อเสนอแนะนี้ได้รับการตรวจสอบโดย Henry Duhamel du Monceau ในปี ค.ศ. 1736 เนื่องจากไม่ทราบองค์ประกอบที่แน่นอนของเกลือ Antoine Lavoiser (1789) จึงตัดสินใจที่จะไม่รวมด่างไว้ในรายการองค์ประกอบทางเคมี

การค้นพบ

ในปีค. ศ. 1797 Martin Klaproth นักเคมีชาวเยอรมันได้ค้นพบแร่โปแตชในแร่ลิวไซต์และเลพิโดไลต์ดังนั้นเขาจึงสรุปได้ว่าไม่ใช่แค่ผลิตผลจากพืชเท่านั้น

ในปี 1806 เซอร์ฮัมฟรีย์เดวี่นักเคมีชาวอังกฤษค้นพบว่าพันธะระหว่างองค์ประกอบของสารประกอบเป็นไฟฟ้าในธรรมชาติ

จากนั้น Davy จึงแยกโพแทสเซียมโดยการอิเล็กโทรลิซิสของโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์โดยสังเกตเห็น globules ของความมันวาวของโลหะที่สะสมอยู่ที่ขั้วบวก เขาตั้งชื่อโลหะด้วยรากศัพท์ภาษาอังกฤษว่าโพแทสเซียม

ในปี 1809 ลุดวิกวิลเฮล์มกิลเบิร์ตได้เสนอชื่อคาลิเนียม (kalium) สำหรับโพแทสเซียมของเดวี่ Berzelius ได้สร้างชื่อ kalium ขึ้นเพื่อกำหนดให้โพแทสเซียมเป็นสัญลักษณ์ทางเคมี "K"

ในที่สุด Justus Liebig ในปีพ. ศ. 2383 ได้ค้นพบว่าโพแทสเซียมเป็นองค์ประกอบที่จำเป็นสำหรับพืช

โครงสร้างและโครงร่างอิเล็กตรอนของโพแทสเซียม

โพแทสเซียมเมทัลลิกตกผลึกภายใต้สภาวะปกติในโครงสร้างลูกบาศก์ที่มีศูนย์กลางของร่างกาย (bcc) นี่คือลักษณะผอมซึ่งเห็นด้วยกับคุณสมบัติของโพแทสเซียม อะตอม K ล้อมรอบด้วยเพื่อนบ้านแปดตัวอยู่ตรงกลางของลูกบาศก์และอะตอม K อีกตัวตั้งอยู่ที่จุดยอด

bcc เฟสนี้ยังถูกกำหนดให้เป็นเฟส KI (ตัวแรก) เมื่อความดันเพิ่มขึ้นโครงสร้างผลึกจะกระชับเข้ากับเฟสลูกบาศก์ (fcc) ที่อยู่ตรงกลางใบหน้า อย่างไรก็ตามต้องใช้ความดัน 11 GPa เพื่อให้การเปลี่ยนแปลงนี้เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ

เฟส fcc ที่หนาแน่นขึ้นนี้เรียกว่า K-II ที่ความกดดันสูงขึ้น (80 GPa) และอุณหภูมิที่ต่ำกว่า (น้อยกว่า -120 ºC) โพแทสเซียมจะได้รับระยะที่สาม: K-III K-III มีความโดดเด่นด้วยความสามารถในการรองรับอะตอมหรือโมเลกุลอื่น ๆ ภายในโพรงผลึก

นอกจากนี้ยังมีขั้นตอนของผลึกอื่น ๆ อีกสองขั้นที่มีความกดดันสูงกว่า: K-IV (54 GPa) และ KV (90 GPa) ที่อุณหภูมิเย็นจัดโพแทสเซียมยังแสดงเฟสอสัณฐาน (ด้วยอะตอม K ที่ไม่เป็นระเบียบ)

เลขออกซิเดชัน

การกำหนดค่าอิเล็กตรอนของโพแทสเซียมคือ:

4 วินาที¹

ออร์บิทัล 4s อยู่วงนอกสุดดังนั้นจึงมีเวเลนซ์อิเล็กตรอนเพียงตัวเดียว ในทางทฤษฎีนี้รับผิดชอบต่อพันธะโลหะที่ยึดอะตอม K เข้าด้วยกันเพื่อกำหนดคริสตัล

จากการกำหนดค่าอิเล็กตรอนแบบเดียวกันเป็นเรื่องง่ายที่จะเข้าใจว่าทำไมโพแทสเซียมมักจะ (หรือเกือบตลอดเวลา) จึงมีเลขออกซิเดชันเป็น +1 เมื่อสูญเสียอิเล็กตรอนไปหนึ่งตัวเพื่อสร้างไอออนบวก K ⁺อาร์กอนของก๊าซมีตระกูลที่มีค่าอ็อกเตตเต็มจะกลายเป็นไอโซอิเล็กทรอนิกส์

ในสารประกอบอนุพันธ์ส่วนใหญ่โพแทสเซียมจะถือว่าเป็น K ⁺ (แม้ว่าพันธะของมันจะไม่ใช่ไอออนิกทั้งหมดก็ตาม)

ในทางกลับกันแม้ว่าจะมีโอกาสน้อยกว่า แต่โพแทสเซียมสามารถรับอิเล็กตรอนได้โดยมีอิเล็กตรอนสองตัวในออร์บิทัล 4s ดังนั้นโลหะแคลเซียมจึงกลายเป็นไอโซอิเล็กทรอนิกส์:

4 วินาที²

จากนั้นกล่าวว่าได้รับอิเล็กตรอนและมีเลขออกซิเดชันเป็นลบ -1 เมื่อจำนวนการเกิดออกซิเดชันนี้จะถูกคำนวณในสารประกอบที่มีอยู่ของไอออน potaside ที่ K ^-จะสันนิษฐาน

คุณสมบัติ

การปรากฏ

โลหะเงินสีขาวมันวาว

มวลโมลาร์

39.0983 กรัม / โมล

จุดหลอมเหลว

83.5 องศาเซลเซียส

จุดเดือด

759 องศาเซลเซียส

ความหนาแน่น

-0.862 g / cm ³ที่อุณหภูมิห้อง

-0.828 g / cm ³ที่จุดหลอมเหลว (ของเหลว)

การละลาย

ทำปฏิกิริยากับน้ำอย่างรุนแรง ละลายได้ในแอมโมเนียเหลวเอทิลีนไดอะมีนและอะนิลีน ละลายในโลหะอัลคาไลอื่น ๆ เพื่อสร้างโลหะผสมและในปรอท

ความหนาแน่นของไอ

1.4 สัมพันธ์กับอากาศที่ถ่ายเป็น 1

ความดันไอ

8 mmHg ที่ 432 ° C

เสถียรภาพ

มีความเสถียรหากได้รับการปกป้องจากอากาศและความชื้น

การกัดกร่อน

สามารถกัดกร่อนเมื่อสัมผัสกับโลหะ เมื่อสัมผัสอาจทำให้ผิวหนังและดวงตาไหม้ได้

แรงตึงผิว

86 dynes / cm ที่ 100 ° C

ความร้อนของฟิวชั่น

2.33 กิโลจูล / โมล

ความร้อนของการกลายเป็นไอ

76.9 กิโลจูล / โมล

ความจุความร้อนกราม

29.6 J / (โมล· K)

อิเล็ก

0.82 ในระดับ Pauling

พลังงานไอออไนเซชัน

ระดับไอออไนเซชันแรก: 418.8 kJ / mol

ระดับไอออไนเซชันที่สอง: 3.052 kJ / mol

ไอออไนเซชันที่สาม: 4,420 kJ / mol

วิทยุปรมาณู

227 น.

รัศมีโควาเลนต์

203 ± 12 น.

การขยายตัวทางความร้อน

83.3 µm / (m · K) ที่ 25 ° C

การนำความร้อน

102.5 วัตต์ / (mK)

ความต้านทานไฟฟ้า

72 nΩ· m (ที่ 25 ° C)

ความแข็ง

0.4 ในระดับ Mohs

ไอโซโทปธรรมชาติ

โพแทสเซียมส่วนใหญ่เกิดจากไอโซโทปสามตัว: ³⁹ K (93.258%), ⁴¹ K (6.73%) และ⁴⁰ K (0.012%, การปล่อยกัมมันตภาพรังสี)

ศัพท์เฉพาะ

สารประกอบโพแทสเซียมมีเลขออกซิเดชัน +1 โดยค่าเริ่มต้น (มีข้อยกเว้นพิเศษมาก) ดังนั้นในระบบการตั้งชื่อหุ้นจึงละเว้น (I) ที่ท้ายชื่อ และในระบบการตั้งชื่อแบบดั้งเดิมชื่อจะลงท้ายด้วยคำต่อท้าย -ico

ตัวอย่างเช่น KCl คือโพแทสเซียมคลอไรด์ไม่ใช่โพแทสเซียม (I) คลอไรด์ ชื่อดั้งเดิมคือโพแทสเซียมคลอไรด์หรือโพแทสเซียมโมโนคลอไรด์ตามระบบการตั้งชื่อ

ส่วนที่เหลือเว้นแต่เป็นชื่อสามัญหรือแร่ธาตุ (เช่นซิลวิน) ระบบการตั้งชื่อรอบ ๆ โพแทสเซียมนั้นค่อนข้างง่าย

รูปร่าง

โพแทสเซียมไม่พบในธรรมชาติในรูปแบบโลหะ แต่สามารถหาได้ทางอุตสาหกรรมในรูปแบบนี้สำหรับการใช้งานบางอย่าง ส่วนใหญ่พบในสิ่งมีชีวิตในรูปไอออนิก (K ⁺ ) โดยทั่วไปเป็นไอออนบวกภายในเซลล์หลัก

โพแทสเซียมมีอยู่ในสารประกอบหลายชนิดเช่นโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์อะซิเตทหรือคลอไรด์เป็นต้น นอกจากนี้ยังเป็นส่วนหนึ่งของแร่ธาตุประมาณ 600 ชนิด ได้แก่ ซิลไวท์อะลูไนต์คาร์นาไลต์เป็นต้น

โพแทสเซียมเป็นโลหะผสมที่มีองค์ประกอบอัลคาไลน์อื่น ๆ เช่นโซเดียมซีเซียมและรูบิเดียม นอกจากนี้ยังสร้างโลหะผสมที่มีโซเดียมและซีเซียมผ่านสิ่งที่เรียกว่ายูเทคติกฟิวชั่น

บทบาททางชีวภาพ

พืช

โพแทสเซียมประกอบไปด้วยไนโตรเจนและฟอสฟอรัสซึ่งเป็นธาตุอาหารหลักทั้งสามของพืช โพแทสเซียมถูกดูดซึมโดยรากในรูปไอออนิกซึ่งเป็นกระบวนการที่ได้รับการสนับสนุนจากการมีอยู่ของสภาพความชื้นอุณหภูมิและออกซิเจนที่เพียงพอ

ควบคุมการเปิดและปิดของปากใบทางใบ: กิจกรรมที่อนุญาตให้ดูดซึมก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ซึ่งรวมกับน้ำในระหว่างการสังเคราะห์แสงเพื่อสร้างน้ำตาลกลูโคสและออกซิเจน สิ่งเหล่านี้เป็นตัวแทนสร้าง ATP ซึ่งเป็นแหล่งพลังงานหลักของสิ่งมีชีวิต

อำนวยความสะดวกในการสังเคราะห์เอนไซม์บางชนิดที่เกี่ยวข้องกับการเจริญเติบโตของพืชนอกเหนือจากแป้งซึ่งเป็นสารสำรองพลังงาน นอกจากนี้ยังแทรกแซงในการดูดซึม: กระบวนการที่จำเป็นสำหรับการดูดซึมน้ำและแร่ธาตุของราก และในการขึ้นของน้ำผ่าน xylem

คลอโรซิสเป็นอาการของการขาดโพแทสเซียมในพืช มีลักษณะเฉพาะคือใบไม้สูญเสียความเขียวและเปลี่ยนเป็นสีเหลืองขอบไหม้ และในที่สุดการผลัดใบก็เกิดขึ้นพร้อมกับความล่าช้าในการเจริญเติบโตของพืช

สัตว์

ในสัตว์โดยทั่วไปโพแทสเซียมเป็นไอออนบวกภายในเซลล์หลักที่มีความเข้มข้น 140 mmol / L ในขณะที่ความเข้มข้นภายนอกเซลล์แตกต่างกันระหว่าง 3.8 ถึง 5.0 mmol / L 98% ของโพแทสเซียมในร่างกายถูกกักขังอยู่ในช่องภายในเซลล์

แม้ว่าปริมาณโพแทสเซียมจะแตกต่างกันไประหว่าง 40 ถึง 200 มิลลิโมล / วัน แต่ความเข้มข้นนอกเซลล์จะคงที่โดยการควบคุมการขับออกของไต ฮอร์โมนอัลโดสเตอโรนซึ่งควบคุมการหลั่งโพแทสเซียมในระดับของการสะสมและท่อส่วนปลายมีส่วนเกี่ยวข้องกับเรื่องนี้

โพแทสเซียมมีหน้าที่ส่วนกลางในการบำรุงรักษาออสโมลาริตีภายในเซลล์ดังนั้นจึงมีหน้าที่ในการบำรุงรักษาความสมบูรณ์ของเซลล์

แม้ว่าพลาสมาเมมเบรนจะซึมผ่านโพแทสเซียมได้ค่อนข้างมาก แต่ความเข้มข้นภายในเซลล์จะยังคงอยู่โดยการทำงานของเอนไซม์ Na, ATPase (ปั๊มโซเดียมและโพแทสเซียม) ที่กำจัดโซเดียมสามอะตอมและแนะนำโพแทสเซียมสองอะตอม

การเปลี่ยนขั้วของเซลล์

เซลล์ที่เคลื่อนไหวได้ประกอบด้วยเซลล์ประสาทและเซลล์กล้ามเนื้อเรียบและเป็นริ้ว และเซลล์กล้ามเนื้อลายซึ่งประกอบด้วยเซลล์โครงร่างและเซลล์กล้ามเนื้อหัวใจล้วนสามารถสร้างศักยภาพในการออกฤทธิ์ได้

ภายในของเซลล์ที่เคลื่อนไหวได้จะมีประจุลบเมื่อเทียบกับภายนอกของเซลล์ แต่เมื่อได้รับการกระตุ้นอย่างเหมาะสมความสามารถในการซึมผ่านของเยื่อหุ้มพลาสมาของเซลล์ต่อโซเดียมจะเพิ่มขึ้น ไอออนบวกนี้แทรกซึมผ่านเยื่อหุ้มพลาสมาและทำให้เซลล์ภายในเป็นบวก

ปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นเรียกว่าศักยภาพการกระทำซึ่งมีคุณสมบัติชุดหนึ่งในหมู่พวกเขาสามารถแพร่กระจายไปทั่วเซลล์ประสาท คำสั่งที่ออกโดยสมองจะเดินทางไปตามศักยภาพของการทำงานไปยังกล้ามเนื้อที่กำหนดเพื่อทำให้มันหดตัว

เพื่อให้เกิดการกระทำใหม่ภายในเซลล์จะต้องมีประจุลบ ในการทำเช่นนี้จะมีการออกของโพแทสเซียมจากภายในเซลล์และทำให้มันกลับสู่การปฏิเสธดังเดิม กระบวนการนี้เรียกว่า repolarization ซึ่งเป็นหน้าที่หลักของโพแทสเซียม

ดังนั้นการก่อตัวของศักยภาพในการออกฤทธิ์และการเริ่มหดตัวของกล้ามเนื้อจึงเป็นความรับผิดชอบร่วมกันของโซเดียมและโพแทสเซียม

ฟังก์ชั่นอื่น ๆ

โพแทสเซียมทำหน้าที่อื่น ๆ ในมนุษย์เช่นโทนสีของหลอดเลือดควบคุมความดันโลหิตในระบบและการเคลื่อนไหวของระบบทางเดินอาหาร

การเพิ่มขึ้นของความเข้มข้นของโพแทสเซียมในพลาสมา (ภาวะโพแทสเซียมสูง) ทำให้เกิดอาการต่างๆเช่นความวิตกกังวลคลื่นไส้อาเจียนปวดท้องและความผิดปกติของคลื่นไฟฟ้าหัวใจ T wave ที่เกี่ยวข้องกับ ventricular repolarization นั้นสูงและกว้าง

บันทึกนี้อธิบายได้เนื่องจากเมื่อความเข้มข้นของโพแทสเซียมนอกเซลล์เพิ่มขึ้นมันจะออกจากภายนอกเซลล์ช้าลงดังนั้นการเปลี่ยนโพลาไรเซชันของกระเป๋าหน้าท้องจึงช้าลง

การลดลงของความเข้มข้นของโพแทสเซียมในพลาสมา (ภาวะน้ำตาลในเลือดต่ำ) ทำให้เกิดอาการต่อไปนี้: กล้ามเนื้ออ่อนแรงการเคลื่อนไหวของลำไส้ลดลงการกรองของไตลดลงภาวะหัวใจเต้นผิดจังหวะและการแบนของคลื่น T ของคลื่นไฟฟ้าหัวใจ

คลื่น T สั้นลงเนื่องจากการลดความเข้มข้นของโพแทสเซียมนอกเซลล์การออกไปสู่ภายนอกเซลล์จะได้รับการอำนวยความสะดวกและระยะเวลาของการเปลี่ยนขั้วจะลดลง

โพแทสเซียมอยู่ที่ไหนและการผลิต

Silvite crystal ซึ่งประกอบด้วยโพแทสเซียมคลอไรด์ ที่มา: Rob Lavinsky, iRocks.com - CC-BY-SA-3.0

โพแทสเซียมพบมากในหินอัคนีหินดินดานและตะกอน นอกจากนี้ในแร่ธาตุเช่น muscovite และ orthoclase ซึ่งไม่ละลายในน้ำ Orthoclase เป็นแร่ธาตุที่มักเกิดในหินอัคนีและหินแกรนิต

โพแทสเซียมยังมีอยู่ในสารประกอบแร่ที่ละลายน้ำได้เช่น carnalite (KMgCl ₃ · 6H ₂ O), sylvite (KCl) และ landbeinite ซึ่งพบในทะเลสาบแห้งและที่ก้นทะเล

นอกจากนี้โพแทสเซียมยังพบในน้ำเกลือและเป็นผลผลิตจากการเผาลำต้นและใบพืชในกระบวนการที่ใช้ในการผลิตโปแตช แม้ว่าความเข้มข้นในน้ำทะเลจะต่ำ (0.39 g / L) แต่ก็ยังใช้เพื่อให้ได้โพแทสเซียม

โพแทสเซียมมีอยู่ในแหล่งเงินฝากจำนวนมากเช่นในซัสแคตเชวันแคนาดาซึ่งอุดมไปด้วยแร่ซิลวิต (KCl) และสามารถผลิตโพแทสเซียมได้ 25% ของการบริโภคของโลก ของเหลวที่เสียจากน้ำเกลืออาจมีโพแทสเซียมจำนวนมากในรูปของ KCl

กระแสไฟฟ้า

โพแทสเซียมผลิตได้สองวิธี: อิเล็กโทรลิซิสและความร้อน ในการอิเล็กโทรลิซิสวิธีที่ Davy ใช้ในการแยกโพแทสเซียมได้รับการปฏิบัติตามโดยไม่มีการปรับเปลี่ยนที่สำคัญ

อย่างไรก็ตามวิธีนี้จากมุมมองของอุตสาหกรรมยังไม่ได้ผลเนื่องจากต้องลดจุดหลอมเหลวสูงของสารประกอบโพแทสเซียมที่หลอมละลาย

วิธีการอิเล็กโทรลิซิสของโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ถูกนำมาใช้ในเชิงอุตสาหกรรมในช่วงทศวรรษที่ 1920 อย่างไรก็ตามวิธีการทางความร้อนก็เข้ามาแทนที่และกลายเป็นวิธีที่โดดเด่นในการผลิตโลหะนี้หลังจากปี 1950

วิธีการระบายความร้อน

ในวิธีการระบายความร้อนโพแทสเซียมผลิตโดยการลดโพแทสเซียมคลอไรด์หลอมเหลวที่ 870 ºC สิ่งนี้ถูกป้อนอย่างต่อเนื่องไปยังคอลัมน์กลั่นที่เต็มไปด้วยเกลือ ในขณะเดียวกันไอโซเดียมจะผ่านคอลัมน์เพื่อลดโพแทสเซียมคลอไรด์

โพแทสเซียมเป็นองค์ประกอบที่ระเหยได้มากที่สุดของปฏิกิริยาและสะสมอยู่ที่ด้านบนสุดของคอลัมน์การกลั่นซึ่งจะถูกรวบรวมอย่างต่อเนื่อง การผลิตโพแทสเซียมโลหะด้วยวิธีการทางความร้อนสามารถอธิบายได้ในสมการทางเคมีต่อไปนี้:

นา (g) + KCl (l) => K (ล.) + NaCl (ล.)

กระบวนการ Griesheimer ซึ่งใช้ปฏิกิริยาของโพแทสเซียมฟลูออไรด์กับแคลเซียมคาร์ไบด์ยังใช้ในการผลิตโพแทสเซียม:

2 KF + CaC ₂ => 2 K + CaF ₂ + 2 C

ปฏิกิริยา

อนินทรีย์

โพแทสเซียมเป็นองค์ประกอบที่มีปฏิกิริยาสูงซึ่งทำปฏิกิริยากับออกซิเจนอย่างรวดเร็วเพื่อสร้างออกไซด์สามชนิด ได้แก่ โพแทสเซียมออกไซด์ (K ₂ O) เปอร์ออกไซด์ (K ₂ O ₂ ) และซูเปอร์ออกไซด์ (KO ₂ )

โพแทสเซียมเป็นธาตุที่มีฤทธิ์ลดลงอย่างมากซึ่งเป็นสาเหตุที่ทำให้เกิดการออกซิไดซ์ได้เร็วกว่าโลหะส่วนใหญ่ ใช้เพื่อลดเกลือของโลหะเปลี่ยนโพแทสเซียมเป็นโลหะในเกลือ วิธีนี้ช่วยให้ได้รับโลหะบริสุทธิ์:

MgCl ₂ + 2 K => Mg + 2 KCl

โพแทสเซียมทำปฏิกิริยาอย่างรุนแรงกับน้ำเพื่อสร้างโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์และปล่อยก๊าซไฮโดรเจนที่ระเบิดได้ (ภาพด้านล่าง):

โพแทสเซียมเมทัลลิกทำปฏิกิริยากับสารละลายฟีนอฟทาลีนในน้ำซึ่งจะเปลี่ยนเป็นสีม่วงแดงเมื่อไอออน OH- ถูกปล่อยออกสู่ตัวกลาง สังเกตการก่อตัวของก๊าซไฮโดรเจน ที่มา: Ozone aurora และ Philip Evans ผ่าน Wikipedia

โพแทสเซียมไฮดรอกไซด์สามารถทำปฏิกิริยากับคาร์บอนไดออกไซด์เพื่อผลิตโพแทสเซียมคาร์บอเนต

โพแทสเซียมทำปฏิกิริยากับคาร์บอนมอนอกไซด์ที่อุณหภูมิ 60 ° C เพื่อผลิตคาร์บอนิลที่ระเบิดได้ (K ₆ C ₆ O ₆ ) นอกจากนี้ยังทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจนที่350ºCกลายเป็นไฮไดรด์ นอกจากนี้ยังมีปฏิกิริยาสูงกับฮาโลเจนและระเบิดเมื่อสัมผัสกับโบรมีนเหลว

การระเบิดยังเกิดขึ้นเมื่อโพแทสเซียมทำปฏิกิริยากับกรดฮาโลเจนเช่นกรดไฮโดรคลอริกและส่วนผสมถูกกระแทกหรือเขย่าอย่างรุนแรง โพแทสเซียมหลอมเหลวจะทำปฏิกิริยากับกำมะถันและไฮโดรเจนซัลไฟด์ต่อไป

โดยธรรมชาติ

ทำปฏิกิริยากับสารประกอบอินทรีย์ที่มีหมู่แอคทีฟ แต่เฉื่อยต่อไฮโดรคาร์บอนอะลิฟาติกและอะโรมาติก โพแทสเซียมทำปฏิกิริยากับแอมโมเนียอย่างช้าๆเพื่อสร้างโปตาโซมิน (KNH ₂ )

ซึ่งแตกต่างจากโซเดียมโพแทสเซียมทำปฏิกิริยากับคาร์บอนในรูปของกราไฟต์เพื่อสร้างสารประกอบ interlaminar สารประกอบเหล่านี้มีอัตราส่วนอะตอมของคาร์บอน - โพแทสเซียม: 8, 16, 24, 36, 48, 60 หรือ 1; เช่น KC ₆₀เป็นต้น

การประยุกต์ใช้งาน

โพแทสเซียมโลหะ

ความต้องการโพแทสเซียมโลหะในอุตสาหกรรมมีไม่มาก ส่วนใหญ่ถูกเปลี่ยนเป็นโพแทสเซียมซูเปอร์ออกไซด์ซึ่งใช้ในเครื่องช่วยหายใจเนื่องจากปล่อยออกซิเจนและกำจัดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และไอน้ำ

โลหะผสม NaK มีความสามารถในการดูดซับความร้อนได้ดีซึ่งเป็นสาเหตุที่ใช้เป็นสารหล่อเย็นในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์บางชนิด ในทำนองเดียวกันโลหะที่กลายเป็นไอถูกนำมาใช้ในกังหัน

สารประกอบ

คลอไรด์

KCl ใช้ในการเกษตรเป็นปุ๋ย นอกจากนี้ยังใช้เป็นวัตถุดิบในการผลิตสารประกอบโพแทสเซียมอื่น ๆ เช่นโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์

ไฮดรอกไซ

หรือที่เรียกว่าโซดาไฟเกาะ KOH ใช้ในการผลิตสบู่และผงซักฟอก

ปฏิกิริยากับไอโอดีนทำให้เกิดโพแทสเซียมไอโอไดด์ เกลือนี้ถูกเติมลงในเกลือแกง (NaCl) และให้อาหารเพื่อป้องกันการขาดสารไอโอดีน โพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ใช้ในการผลิตแบตเตอรี่อัลคาไลน์

กรดดินประสิว

หรือที่เรียกว่าดินประสิว KNO ₃ใช้เป็นปุ๋ย นอกจากนี้ยังใช้ในการทำดอกไม้ไฟอย่างละเอียด เป็นสารถนอมอาหารและในแก้วชุบแข็ง

โครเมต

ใช้ในการผลิตปุ๋ยและการผลิตสารส้มโพแทสเซียม

คาร์บอเนต

ใช้ในการผลิตแก้วโดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ใช้ในการผลิตโทรทัศน์

อ้างอิง

1. ตัวสั่นและแอตกินส์ (2008) เคมีอนินทรีย์. (พิมพ์ครั้งที่สี่). Mc Graw Hill
2. วิกิพีเดีย (2019) โพแทสเซียม. สืบค้นจาก: en.wikipedia.org
3. McKeehan LW (2465) โครงสร้างผลึกของโพแทสเซียม Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 8 (8), 254–255. ดอย: 10.1073 / pnas.8.8.254
4. Masafumi Sakata et al. (2017) การเปลี่ยนเฟสโครงสร้างของโพแทสเซียมภายใต้สภาวะความดันสูงและอุณหภูมิต่ำ J. Phys .: Conf. Ser. 950 042020.
5. ศูนย์ข้อมูลเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ (2019) โพแทสเซียม. ฐานข้อมูล PubChem, CID = 5462222 สืบค้นจาก: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
6. บรรณาธิการของสารานุกรมบริแทนนิกา (03 พ.ค. 2562). โพแทสเซียม. สารานุกรมบริแทนนิกา. ดึงมาจาก: britannica.com
7. ราชสมาคมเคมี. (2019) โพแทสเซียม. สืบค้นจาก: rsc.org
8. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (24 มกราคม 2562). 10 โพแทสเซียมข้อเท็จจริง ดึงมาจาก: thoughtco.com
9. เบสท์ & เทย์เลอร์. (2003) พื้นฐานทางสรีรวิทยาของการปฏิบัติทางการแพทย์ (ฉบับที่ 13 ในภาษาสเปน) บทบรรณาธิการMédica Panamericana
10. Elm Axayacatl. (02 มีนาคม 2561). ความสำคัญของโพแทสเซียม (K) ในพืชที่ปลูก สืบค้นจาก: blogagricultura.com
11. Lenntech BV (2019). โพแทสเซียม. สืบค้นจาก: lenntech.com