Potassium. Propriétés et application

Le potassium est un élément chimique du groupe des métaux alcalins du groupe 1 du tableau périodique et de numéro atomique 19. C'est un métal mou qui peut être coupé avec un couteau comme le fromage. Quelles propriétés a-t-il ? Quelle est l'utilisation du potassium?

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1. Découverte du potassium

Déjà dans l'antiquité, les composés du potassium étaient connus sous la forme d'un produit obtenu en lessivant la cendre de bois avec de l'eau, en évaporant la solution et en faisant griller ce qui restait.

Les Arabes et les alchimistes médiévaux ont converti la potasse (la forme impure du carbonate de potassium) en potasse caustique en utilisant la base de calcium:

K2CO3 + Ca (OH) 2 → 2KOH + CaCO3

Le potassium a été découvert et extrait en 1807 par le chimiste et physicien britannique Sir Humphry Davy "ego" par électrolyse de l'hydroxyde de potassium. Le nom polonais "potassium" a été proposé pour la première fois par Filip Walter.

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2. Caractéristiques du potassium

Le potassium (K) est un élément chimique de numéro atomique 19. Il appartient au groupe 1 (IA) du tableau périodique des éléments - dans le groupe des métaux alcalins. Les atomes des éléments de ce groupe ont un électron de valence à l'état normal sur l'orbitale s. Cet électron est faiblement lié, comme en témoigne la faible valeur de la première énergie d'ionisation.

Une faible valeur d'électronégativité est associée à une faible énergie d'ionisation et à un grand rayon atomique. Les lithiums donnent facilement des électrons et se transforment en un état ionique, qui est également visible dans les potentiels normaux fortement négatifs de ces métaux.

3. Propriétés chimiques et physiques du potassium

Le potassium est un métal très doux et l'un des plus légers. Il peut être facilement coupé avec un couteau, et juste après la coupe, il a une couleur blanc argenté. C'est un élément très actif, son potentiel standard du système K+/K est de -2,93 V.

Les vapeurs de potassium colorent la flamme en violet, visible à travers le verre cobalt. Il peut s'enflammer et exploser au contact de l'eau et des acides. Il réagit avec les alcools, en déplaçant l'hydrogène et en formant ainsi des alcoolates.

Le potassium a de fortes propriétés réductrices. Il réagit directement avec l'hydrogène pour former de l'hydrure de potassium, ainsi qu'avec le soufre et les halogènes. Réagit violemment avec l'eau, libérant de l'hydrogène et une base forte:

K + H2O → 2KOH + H2 ↑

Brûlé en excès d'oxygène, il forme un monoxyde de potassium K2O de couleur jaune. A une température d'environ 20°C, à l'air, il est recouvert d'une couche de K2O. Si sa surface n'est pas passivée, il peut s'enflammer dans l'air.

Se dissout violemment dans les acides, formant des sels avec dégagement d'hydrogène. Nous le stockons dans de l'huile de paraffine ou du kérosène (de préférence sous une couche d'argon).

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4. Obtention de potassium

Nous obtenons du potassium métallique grâce à:

  • action du sodium sur le KOH ou le KCl liquide;
  • électrolyse d'hydroxydes fondus ou de sels anhydres fondus (généralement des chlorures);
  • calcination du carbure (carbure de calcium) avec du fluorure de potassium.

Parmi les métaux alcalins, seul le sodium est produit à l'échelle industrielle.

5. L'utilisation du potassium

En raison de la forte réactivité du potassium et de son prix élevé, l'utilisation du potassium est très limitée. A l'état liquide, il est utilisé comme liquide de refroidissement dans les réacteurs nucléaires, ainsi que dans les synthèses organiques comme agent réducteur.

L'isotope radioactif 40K a été utilisé dans la recherche biologique et chimique.

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Le nitrate de potassium est un engrais minéral précieux ainsi qu'un composant de la poudre à canon. L'hydroxyde de potassium est utilisé comme agent dans la production de savons mous et pour le séchage.

Le chlorure de potassium est la matière première de base pour la préparation d'autres composés potassiques. Il peut également être utilisé comme engrais minéral.

Le carbonate de potassium est utilisé dans l'industrie du savon et dans la teinture. Il est également utilisé dans la production de verre de potassium sans fusion.

L'hydrogénosulfate de potassium, lorsqu'il est chauffé, se transforme en métabisulfate, qui est un excellent solvant pour les métaux lourds.

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