Potas

Potas (K, łac. kalium) – pierwiastek chemiczny z grupy metali alkalicznych o liczbie atomowej 19.

Potas

– ← potas → wapń
Na ↑ K ↓ Rb 19 K
Wygląd
srebrzystobiały
Widmo emisyjne potasu
Ogólne informacje
Nazwa, symbol, l.a.	potas, K, 19 (łac. kalium)
Grupa, okres, blok	1, 4, s
Stopień utlenienia	I
Właściwości metaliczne	metal alkaliczny
Właściwości tlenków	silnie zasadowe
Masa atomowa	39,098 ± 0,001[a][1]
Stan skupienia	stały
Gęstość	856 kg/m³
Temperatura topnienia	63,5 °C[2]
Temperatura wrzenia	759 °C[2]
Numer CAS	7440-09-7
PubChem	5462222
Właściwości atomowe Promień • atomowy • walencyjny • van der Waalsa 220 (obl. 243) pm 196 pm 275 pm Konfiguracja elektronowa [Ar]4s1 Zapełnienie powłok 2, 8, 8, 1 (wizualizacja powłok) Elektroujemność • w skali Paulinga • w skali Allreda 0,82 0,91 Potencjały jonizacyjne I 418,8 kJ/mol II 3052 kJ/mol III 4420 kJ/mol
Właściwości fizyczne Ciepło parowania 79,87 kJ/mol Ciepło topnienia 2,334 kJ/mol Ciśnienie pary nasyconej 1,06×10−4 Pa Konduktywność 13,9×106 S/m Ciepło właściwe 757 J/(kg·K) Przewodność cieplna 102,4 W/(m·K) Układ krystalograficzny regularny przestrzennie centrowany Twardość • w skali Mohsa 0,4 Prędkość dźwięku 2000 m/s (293,15 K) Objętość molowa 45,94×10−6 m³/mol
Najbardziej stabilne izotopy izotop wyst. o.p.r. s.r. e.r. MeV p.r. 39K 93,26% stabilny izotop z 20 neutronami 40K 0,012% 1,277×109 lat β− 1,311 40Ca 40K 0,012% 1,277×109 lat w.e. 1,504 40Ar 41K 6,73% stabilny izotop z 22 neutronami 42K {syn.} 12,36 godz. β− 3,525 42Ca 43K {syn.} 22,3 godz. β− 1,815 43Ca
Niebezpieczeństwa Karta charakterystyki: dane zewnętrzne firmy Sigma-Aldrich [dostęp 2011-09-30] Globalnie zharmonizowany system klasyfikacji i oznakowania chemikaliów Na podstawie Rozporządzenia CLP, zał. VI[3] Niebezpieczeństwo Zwroty H H260, H314, EUH014 Zwroty P P223, P231+P232, P280, P305+P351+P338, P370+P378, P422[4] NFPA 704 Na podstawie podanego źródła[5] 0 3 2 W Numer RTECS TS6460000
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą warunków normalnych (0 °C, 1013,25 hPa)

Odkrycie

Metaliczny potas odkrył i wyodrębnił w 1807 roku Humphry Davy poprzez elektrolizę stopionego wodorotlenku potasu przy użyciu nowo odkrytego ogniwa galwanicznego. Potas był pierwszym metalem wyizolowanym przez elektrolizę^[6]. Polską nazwę zaproponował Filip Walter.

Występowanie, izotopy

Głównymi minerałami są sylwin, sylwinit, karnalit, kainit, langbeinit i różne glinokrzemiany.

Trwałe są izotopy 39
K oraz 41
K. Ważnym nietrwałym izotopem jest słabo promieniotwórczy 40
K, z którego, zależnie od sposobu przemiany, powstaje 40
Ar lub 40
Ca. Przemiana w argon jest wykorzystywana w datowaniu skał i minerałów metodą potasowo-argonową.

Izotop ⁴⁰K, pomimo dość długiego czasu połowicznego rozpadu (1,277 mld lat) jest na tyle powszechny w przyrodzie (0,0117% zawartości całego potasu), że stanowi największe źródło promieniowania pochodzącego od wewnątrz organizmów. Przykładowo w ciele człowieka daje on 4000 rozpadów (β lub γ) i jest to obok węgla ¹⁴C (również ok. 2600-4000 Bq) największa wartość, przy czym rozpady ⁴⁰K są relatywnie wysokoenergetyczne, więc dawka promieniowania wynikająca z jego rozpadu jest największa^[7].

Charakterystyka

Reakcja potasu z wodą przebiega gwałtownie

Potas jest bardzo miękkim metalem. Można go kroić nożem, niczym ser. Jest bardzo aktywnym pierwiastkiem, potencjał standardowy układu K+
/K wynosi −2,93 V. W kontakcie z wodą i kwasami zapala się, często wybuchowo. Reaguje z alkoholami, wypierając z nich wodór i tworząc alkoholany. O ile jego powierzchnia nie jest spasywowana (na powietrzu pokrywa się warstwą nadtlenku K
2O
2), w kontakcie z powietrzem może się zapalić. Przechowuje się go w nafcie lub oleju parafinowym (najlepiej pod warstwą argonu).

Ważnymi związkami potasu są tlenek K
2O, nadtlenek K
2O
2 i wodorotlenek KOH, będący bardzo silną zasadą, oraz wiele soli. Prawie wszystkie sole potasu są dobrze rozpuszczalne w wodzie. Do trudno rozpuszczalnych soli potasu należą: nadchloran KClO
4, heksachloroplatynian(IV) K
2[PtCl
6] oraz wodorowinian KHC
4H
4O
6. Potas tworzy także wodorek. Spalany w nadmiarze tlenu tworzy żółty ponadtlenek KO
2, a w ozonie pomarańczowy ozonek KO
3. Ważnym odczynnikiem chemicznym jest nadmanganian potasu KMnO
4.

Potas, podobnie jak sód, wykazuje chemiluminescencję – podczas powolnego utleniania tlenem atmosferycznym występuje delikatne świecenie^[8].

Kationy K+
należą do V grupy i barwią płomień na kolor różowo-fioletowy.

Znaczenie biologiczne

• bierze udział w przewodzeniu impulsów przez neuron
• podwyższa stopień uwodnienia koloidów komórkowych
• stanowi aktywator wielu enzymów

Potas w żywności

Poniższa tabela przedstawia zawartość potasu w 100 g poszczególnych produktów (uwzględniono tylko te produkty, które w 100 g zawierają min. 250 mg potasu)^[9].

wykaz zawartości potasu w 100g poszczególnych produktów

Produkt	zawartość potasu
soja sucha	2100 mg
kakao	1900 mg
morele suszone	1700 mg
fasola sucha	1200 mg
otręby pszenne	1182 mg[10]
orzechy pistacjowe	1100 mg
koncentrat pomidorowy	1070 mg
mak	960 mg
groch suchy	940 mg
soczewica sucha	870 mg
nasiona słonecznika	800 mg
pestki dyni	810 mg
owoce suszone, daktyle, figi, jabłka, rodzynki, śliwki	650–950 mg
frytki	700 mg[11]
Komosa ryżowa	674 mg[12]
migdały, orzechy ziemne, laskowe	600–800 mg
awokado	600 mg
gorzka czekolada	581 mg[12]
otręby owsiane	566 mg[10]
szpinak	550 mg[13]
orzechy włoskie	500 mg
Pierś z indyka	460 mg[12]
ziemniaki (surowe)	454 mg[11]
Halibut	446 mg[12]
kakao gorzkie 16%	420 mg
banan	395 mg[12]
wieprzowina	390 mg[12]
płatki owsiane, jęczmienne, żytnie	380–400 mg
chleb pełnoziarnisty	300–400 mg
chude mięso	300–400 mg
ryby	300–400 mg
kasze gruboziarniste	200–400 mg
ziemniaki (gotowane)	295 mg[11]

Źródło: wg Kunachowicz H. i wsp.: Tabele składu i wartości odżywczej żywności. Wyd. Lek. PZWL, Warszawa 2005.

Skutki niedoboru

Niedobór u człowieka powoduje:

• osłabienie organizmu
• zmniejszenie kurczliwości mięśnia sercowego
• osłabienie mięśni szkieletowych i gładkich

Niedobór u roślin powoduje:

• chlorozę liści
• zwiędły pokrój rośliny
• zahamowanie wzrostu korzenia, pędu
• martwicę organów

Kationy potasu są głównymi jonami wewnątrzkomórkowymi, koniecznymi do utrzymania potencjału czynnościowego błon komórkowych (patrz: znaczenie biologiczne pierwiastków).

Uwagi

1. Podana wartość stanowi przybliżoną standardową względną masę atomową (ang. abridged standard atomic weight) publikowaną wraz ze standardową względną masą atomową, która wynosi 39,0983 ± 0,0001. Zob. Prohaska i in. 2021 ↓, s. 584.