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Kalium


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Kalium [al kalja (arab.) Pflanzenasche] ist ein chemisches Element der 1. Hauptgruppe des Periodensystems mit der Ordnungszahl 19.
Eigenschaften
Kalium - Calcium
Na
K
Rb   
 
 

Periodensystem
Allgemein
Name Symbol Ordnungszahl Kalium K 19
Serie Alkalimetalle
Gruppe Periode Block 1(IA) 4 s
Dichte Mohshärte 856 kg/m 3 0.4
Aussehen silbrig weiß
Atomar
Atomgewicht 39.0983 amu
Atomradius (berechnet) 220 (243) pm
Kovalenter Radius 196 pm
van der Waals-Radius 275 pm
Elektronenkonfiguration [Ar]4s 1
e - 's pro Energieniveau 2 8 8 1
Oxidationszustände ( Oxid ) 1 (stark basisch )
Kristallstruktur kubisch raumzentriert
Physikalisch
Aggregatzustand ( Magnetismus ) fest
Schmelzpunkt 336.53 K (63.38° C )
Siedepunkt 1032 K (759°C)
Molares Volumen 45.94 × 10 -3 m 3 /mol
Verdampfungswärme 79.87 kJ/mol
Schmelzwärme 2.334 kJ/mol
Dampfdruck 1.06×10 -4 Pa bei __ K
Schallgeschwindigkeit 2000 m/s bei 293.15 K
Verschiedenes
Elektronegativität 0.82 ( Pauling-Skala )
Spezifische Wärmekapazität 757 J/(kg*K)
Elektrische Leitfähigkeit 13.9 10 6 /m Ohm
Wärmeleitfähigkeit 102.4 W/(m*K)
1. Ionisierungsenergie 418.8 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
Stabilste Isotope
Isotop NH t 1/2 ZM ZE M eV ZP
39 K 93.26% K ist stabil mit 20 Neutronen
40 K 0.012% 1.277 E 9 y beta -
epsilon
1.311
1.505
40 Ca
40 Ar
41 K 6.73% K ist stabil mit 22 Neutronen
NMR-Eigenschaften
39 K 41 K
Kernspin 3/2 3/2
gamma / rad / T 1.248e7 6.852e6
Empfindlichkeit 0.000508 8.4e-5
Larmorfrequenz bei B="4".7 T 9.33 M Hz 5.12 M Hz
SI -Einheiten und Standardbedingungen werden benutzt
sofern nicht anders angegeben.

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

In trockenem Sauerstoff verbrennt es unter violetter Flamme zu KO 2 . An feuchter Luft reagiert es mit und Kohlenstoffdioxid weiter zu Kaliumcarbonat . In flüssigem Ammoniak ist Kalium wie Alkalimetalle unter Bildung einer blauvioletten Lösung gut Mit den Halogenen Brom und Iod setzt sich Kalium unter Detonation zu entsprechenden Halogeniden um.

Inhaltsverzeichnis
1 Weblinks

Vorkommen

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

Natürlich vorkommende kaliumhaltige Minerale sind:

  • Sylvin - KCl
  • Sylvinit - KCl * NaCl
  • Carnalit - KCl * MgCl 2 * 6 H 2 O
  • Kainit - KCl * MgSO 4 * 3 H 2 O
  • Schönit - K 2 SO 4 * MgSO 4 * 6 H 2 O
  • Polyhalit - K 2 SO 4 * MgSO 4 * MgSO 4 * 2 CaSO 4
  • Orthoklas (Kalifeldspat) - K[AlSi 3 O 8 ]

Gewinnung

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

Biologie

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

Wichtige kaliumhaltige Düngemittel:

  • Kaliammonsalpeter
  • Nitrophoska
  • Hakaphos

Kalium ist als Mineralstoff essentiell also lebenswichtig vor allem in Funktion als Natrium- Antagonist .

Technische Verwendung

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

Verbindungen

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

Nachweis

Neben dem spektroskopischen Nachweis kann man in Wasser gelöste Kalium - Ionen mit ionenspezifischen Elektroden nachweisen. Die meisten nutzen die spezifische Komplexierung von Kalium durch C 54 H 90 N 6 O 18 welches in einer Konzentration von etwa 7% in eine Kunststoffmembran eingebettet ist.

Geschichtlich

Am 19.11.1807 berichtete Davy es sei ihm gelungen durch Elektrolyse schwach angefeuchteten Ätzalkalien zwei verschiedene Metalle zu das eine Metall nannte er Sodium (dies noch heute die französ. u. engl. Bez. Natrium) weil es in Soda enthalten ist andere Potassium (= engl. u. französ. Bez. Kalium) weil man es aus Pottasche gewinnen Im dtsch. Sprachgebiet wird das Sodium Davys 1811 nach einem Vorschlag von Berzelius als Natrium bezeichnet während man für Potassium Davys den von Klaproth 1796 eingeführten Ausdruck Kalium (von arab.: = Asche aus Pflanzenasche gewinnbar) übernahm.

Weblinks

http://www.m-ww.de/gesund_leben/ernaehrung/mineral_spuren/kalium.html



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