دانشنامه مرجع ایرانیان

برترین وبلاگ در مطالب علمی ، مذهبی و آخرین اخبار فناوری و تکنولوژی

عنصر پتاسیم


تاریخچه

پتاسیم ( انگلیسی ، potash و لاتین ، kalium ) در سال 1807 توسط "Sir Huphry Davy" که آن را از پتاس سوزآور ( KOH )بدست آورد، کشف شد. این فلز قلیایی تنها فلزی بود که توسط عمل الکترولیز از هم جدا شده بود.


پیدایش

این عنصر حدوداً ۲٫۴٪ از وزن پوسته زمین را تشکیل می‌دهد و از نظر فراوانی هفتمین عنصر در آن می‌باشد. به دست آوردن پتاسیم از کانی‌ها به دلیل خاصیت نامحلولی و ماندگاری آن بسیار دشوار است.

با این وجود، مواد معدنی دیگر مانند Carnallite، Langbeinite، Polyhalite و Sylvite در بستر دریاها یا دریاچه‌های قدیمی یافت می‌شوند. مواد معدنی بسیار زیاد ته‌نشین شده در این برکه‌ها عمل استخراج پتاسیم و نمک آن را اقتصادی‌تر می‌کند. منابع مهم پتاسیم و پتاس منابعی در کالیفرنیا، آلمان، نیومکزیکو، یوتا و دیگر نقاط زمین می‌باشد. در عمق ۳۰۰۰ فوتی زیر بستر Saskatchewan، مقادیر عظیمی از پتاس وجود دارد که می‌تواند به عنوان یک منبع مهم برای این عنصر در آینده در نظر گرفته شود.

اقیانوسها نیز منابع دیگری برای پتاسیم می‌باشند، اما در مقایسه با سدیم مقدار پتاسیم موجود در یک حجم معین از آب دریا بسیار کم است. پتاسیم در صورت عمل الکترولیز می‌تواند به اجزای هیدروکسیدش تجزیه شود. از روشهای حرارتی نیز برای تولید پتاسیم استفاده می‌شود. پتاسیم هرگز به صورت رها شده در طبیعت یافت نمی‌شود. با این وجود، یونهای +K در ارگانیسمهای زنده برای فیزیولوژی سلولهای تحریکی بسیار مهم هستند.

خواص

فلز قلیایی نرم با جلای نقره ای؛ سبک وزن؛ در هوای مرطوب به‌سرعت اکسیده می‌شود، از این رو در نفت نگه داری می‌شود جرم حجمی۰٫۸۷۲؛ نقطه ذوب ۶۳ درجه سانتی گراد؛ نقطه جوش ۷۷۰ درجه سانتی گراد میل ترکیبی آن شدید است، خواص پتاسیم شبیه به سدیم است ولی میل ترکیبی آن شدیدتر است.

طرز تهیه

کانیها و معادن آن در آلمان، نیو مکزیکو، کانادا، کالیفرنیا، اتا، انگلستان، شوروی و مناطق مدیترانه شرقی قرار داردمهم‌ترین کانیهای آن عبارت‌اند از کارنالیت؛ سیلویت و پلی هالیت. تقطیر شیمی گگرمایی کلرید پتاسیم با سدیم روش اصلی تهیه‌است

درجه خلوص

صنعتی ۹۹٫۹۵ در خالص

احتیاط

خطر اتش سوزی؛ با آب واکنش می‌دهد و این عمل گرمازا است و گرمای حاصل از این عمل پتاسیم را ذوب و پراکنده می‌کند وهم چنین هیدروژن را آتش می‌زند؛ خاموش کردن آتش سوزی ناشی از پتاسیم مشکل است؛ برای خاموش کردن آن گرد خشک خاکستر سودا یا گرافیت یا مخلوط‌های مخصوصی از مواد شیمیایی خشک پیشنهاد می‌گردد. می‌تواند خود به خود در هوای مرطوب آتش بگیرد. در واکنش‌های شیمیایی خطر نسبی انفجار به همراه دارد. فلز پتاسیم حتی اگر در زیر روغنهای معدنی انبار شده باشد می‌تواند در دمای اتاق پراکسید و سوپر اکسید تشکیل دهد؛ وقتی حمل می‌شود پاره شود ممکن است به‌شدت منفجر شود. در جوهای بی اثر ماندد آرگون ونیتروژن یا در مایعهایی مانند تولوئن یا کروزن که اکسیژن جذب نمی‌کنند یا در کپسول‌های شیشه‌ای که در خلائ یا جو بی اثر پر می‌شوند، نگه داری می‌شوند.

کاربرد

تهیه پراکسید پتاسیم؛ آلیاژهای تبادل گرمایی؛ شناساگر آزمایشگاهی؛ یکی از اجزائ کود؛ ممکن است به جای جیوه در دماسنج به کار رود؛ پتاسیم؛ فلزی کم مصرف است زیرا سدیم که از آن ارزانتر است، جای آن را می‌گیرد. بیشتر نمکهای پتاسیم در پزشکی کاربرد دارد.

ایزوتوپها

تا کنون 17 ایزوتوپ پتاسیم شناخته شده‌اند. شکل غیر ترکیبی پتاسیم از سه ایزوتوپ تشکیل شده است: ( K39(93.3%) ، K-40(0.01% و ( K-41(6.7% . باید گفت که K-40 که به‌صورت طبیعی بوجود می‌آید، توسط عمل الکترون‌گیری یا حذف پوزیترون به Ar-40 پایدار تبدیل شده و با خروج نگاترون به ( Ca-40 ( 88.8% پایدار تبدیل می‌شود. k_40 نیمه عمری 1.250* 109ساله دارد.

فروپاشی K-40 به Ar-40 معمولا در روش تاریخ‌گذاری بر روی سنگها استفاده می‌شوند. شیوه تاریخ‌گذاری K-Ar به این فرضیه بستگی دارد که سنگها در زمان تشکیل هیچ آرگونی نداشته و تمام آرگون ایجاد شده توسط تششعات مانند آرگون 40 در یک سیستم بسته نگهداری شده‌اند. کانیها توسط میزان تمرکز پتاسیم و مقدار آرگون ایجاد شده توسط تششعات که در آن جمع شده‌اند، تاریخ گذاری می‌شوند. بهترین مواد معدنی که برای انجام عمل تاریخ‌گذاری مناسب هستند، عبارتند از Biotite , Muscovite , Plutonic, hornblende و Feldspar آتشفشانی. تمام نمونه سنگهای آتشفشانی نیز در صورتی که تغییر نکرده باشند، به همین گونه تاریخ‌گذاری می‌شوند.

پتاسیم در بدن

پتاسیم یکی از مواد مغذی مورد نیاز بدن است که برخی افراد به دلیل بیماری شان مجبور هستند دریافت آن را محدود نمایند و برخی دیگر نیز باید دریافت پتاسیم را افزایش دهند.

 

* چرا به پتاسیم نیاز است؟

شما به این ماده ی معدنی نیاز دارید زیرا:

1- به عنوان یک جزء متعادل کننده ی PH بدن مطرح است.

2- برای ایجاد تعادل نرمال و طبیعی آب در بدن نیاز است.

3- برای رشد طبیعی عضلات لازم است.

4- برای عملکرد سالم مغز و سیستم عصبی مطرح است.

5- به تنظیم فشار خون کمک می کند.

* نشانه‌ های کمبود پتاسیم در بدن:

ریتم غیرطبیعی قلب به خصوص در افراد دچار عارضه ی قلبی

ضعیف ‌شدن عضلات یا گرفتگی‌ های عضلانی

فلج، از جمله فلج عضلات تنفسی

یبوست

خستگی

* اندازه گیری پتاسیم با تست های خونی:

بیشترین میزان پتاسیم درون سلول های بدن شما وجود دارد و تنها 2 درصد آن در خون یافت می شود. بدن شما ترجیح می دهد که همیشه مقدار کمی از پتاسیم را که به آن نیاز دارد در جریان خون ثابت نگه دارد و  مابقی ذخیره باشد.

* سطوح غیرعادی پتاسیم در خون

سطح پتاسیم خون ممکن است به دلیل بیماری های کلیوی، دیابت، استفراغ، به عنوان یکی از عوارض جانبی برخی داروها، نوسانات هورمونی، مقدار پتاسیم موجود در رژیم غذایی و PH خون، دچار نوساناتی شود.

بالا رفتن پتاسیم(Hyperkalemia)

هایپرکالمیا شرایطی است که در آن مقدار پتاسیم در خون بسیار بالا است. معمولا این اتفاق به دلیل برخی مسایل پزشکی مانند بیماری های کلیوی یا دیابت اتفاق می افتد. پزشکان معمولا به بالا رفتن مقادیر پتاسیم توجه ویژه ای دارند؛ زیرا مقادیر خیلی بالای پتاسیم می تواند به قلب شما آسیب برساند.

پایین آمدن پتاسیم(Hypokalemia)

هیپوکالمیا شرایطی است که در آن مقادیر پتاسیم در خون بسیار پایین است. این شرایط ممکن است هنگامی اتفاق بیفتد که شما به اندازه ی کافی در رژیم غذایی تان، پتاسیم دریافت نکرده باشید. اما آن چه شایع تر است این است که سطح پتاسیم به دلیل مشکلات گوارشی مانند اسهال مزمن یا استفراغ بیش از اندازه کاهش یابد.

بعضی اختلالات هورمونی مانند بیماری کوشینگ، می توانند دلیلی برای کاهش سطح پتاسیم باشند.

برخی داروها مانند دیوروتیک ها(مُدرها) و لاکساتیوها(ملین ها) نیز می توانند موجب هیپوکالمی شوند.

* منابع غذایی پتاسیم:

اگر پتاسیم شما خیلی بالا باشد، ممکن است پزشک به شما بگوید که یک رژیم محدود از پتاسیم بگیرید. از طرفی اگر سطوح پتاسیم خون تان خیلی پایین باشد ممکن است به شما سفارش شود که غذاهایی بخورید که پتاسیم آن بیشتر باشد. در اینجا لیستی از غذاهای غنی از پتاسیم آورده شده است:

کشمش، آلو، زردآلو، خرما، توت فرنگی، موز، هندوانه، گرمک، مرکبات، چغندر، سبزیجات برگ سبز، اسفناج، گوجه فرنگی، قارچ، فرآورده های تهیه شده از سویا، نخود فرنگی، لوبیاها، گوشت بوقلمون، ماهی، گوشت گاو، ماهی سالمون و ماهی.

مشخصات:

 

آرگون پتاسیم کلسیم

Na

K

Rb       

19K

اهر     نقره ای                       



 

ویژگی‌های کلی

نام, نماد, عدد       پتاسیم, K, 19

تلفظ به انگلیسی   /pɵˈtæsiəm/ po-TAS-ee-əm

نام گروهی برای عناصر مشابه           فلزات قلیایی

گروه، تناوب، بلوک             ۱, ۴, s

جرم اتمی استاندارد          39.0983 g·mol−۱

آرایش الکترونی    [Ar] 4s1

الکترون به لایه     2, 8, 8, 1

ویژگی‌های فیزیکی

حالت      جامد

چگالی (نزدیک به r.t.)        0.862 g·cm−۳

چگالی مایع در m.p.           0.828 g·cm−۳

نقطه ذوب           336.53 K, 63.38 °C, 146.08 °F

نقطه جوش          1032 K, 759 °C, 1398 °F

نقطه سه‌گانه        336.35 K (63°C),  kPa

گرمای هم‌جوشی    2.33 kJ·mol−1

گرمای تبخیر         76.9 kJ·mol−1

ظرفیت گرمایی      29.6 J·mol−۱·K−۱

ویژگی‌های اتمی

وضعیت اکسید شدن          1

(strongly basic oxide)

الکترونگاتیوی       0.82 (مقیاس پاولینگ)

انرژی‌های یونیزه شدن

(more) 1st: 418.8 kJ·mol−1

2nd: 3052 kJ·mol−1

3rd: 4420 kJ·mol−1

شعاع اتمی           227 pm

شعاع کووالانسی    203±12 pm

شعاع واندروالانسی            275 pm

متفرقه

ساختار کریستالی   body-centered cubic

مغناطیس            paramagnetic

مقاومت الکتریکی (20 °C) 72 nΩ·m

رسانایی گرمایی    (300 K) 102.5 W·m−1·K−1

انبساط گرمایی      (25 °C) 83.3 µm·m−1·K−1

سرعت صوت (سیم نازک)    (20 °C) 2000 m/s

مدول یانگ          3.53 GPa

مدول شیر           1.3 GPa

مدول باک           3.1 GPa

سختی موس         0.4

سختی برینل        0.363 MPa

عدد کاس            7440-09-7

iso        NA       نیمه عمر             DM       DE (MeV)          DP

39K       93.26% 39K ایزوتوپ پایدار است که 20 نوترون داردs

40K       0.012%   1.248(3)×109 y    β−        1.311     40Ca

ε          1.505    40Ar

β+        1.505    40Ar

41K       6.73%   41K ایزوتوپ پایدار است که 22 نوترون دارد

منابع: 

کتاب فرهنگ عناصر نوشته سید رضا آقاپور مقدم                                                                                                                    

تاریخ ارسال: چهارشنبه 20 دی‌ماه سال 1391 ساعت 11:17 | نویسنده: محمدعلی خرمی | چاپ مطلب
نظرات (0)
برای نمایش آواتار خود در این وبلاگ در سایت Gravatar.com ثبت نام کنید. (راهنما)
نام :
پست الکترونیک :
وب/وبلاگ :
ایمیل شما بعد از ثبت نمایش داده نخواهد شد