Potasyum Nedir?

Potasyum kelimesi, potasyum karbonat olarak bilinen “potas” kelimesinden türetilen bir sözcüktür. Potasyumun kimyasal simgesi Latince “kalium” kelimesinden gelmektedir. Kalium, Arapça “al galiy” olarak telaffuz edilen “alkali” kelimesinden türetilmiştir. Türkçe karşılığı “çömlek külü, bitki külü”dür. “Potas” kelimesi ise, İngilizce, “yanmış ağaç veya ağaç yaprağı küllerinden elde edilen alkali” anlamına gelmektedir.

Potasyum, 1807 yılında elektroliz yoluyla elde edilen ilk elementtir. Potasyum, yerkabuğundaki en bol yedinci elementtir. Potasyum ilk defa odun küllerinin ıslatılması ve sonra demir bir çömlek içinde buharlaştırılarak kurutulması ile elde edilmiştir. İnsanlar, hayvanlar ve bitkiler yaşamlarını sürdürebilmek için potasyuma ihtiyaç duyar.

Simgesi K ve atom numarası 19 olan potasyum, periyodik tablonun 1A grubunda bulunan alkali metallerdendir. Potasyum yumuşak, gümüş-beyaz renkli alkali bir metaldir. Doğada deniz suyunda ve pek çok mineralde diğer elementlere bağlı olarak bulunur.

Potasyum ve bileşikleri yanarken menekşe renginde alev verir. Sudaki potasyum iyonları renksizdir. Potasyum bromür, potasyum karbonat (K2CO3), potasyum klorat, potasyum nitrat ve potasyum sülfat gibi tuzları önemli maddelerdir.

Potasyumun Tarihçesi

Potasyum, 1807 yılında İngiliz kimyager Sir Humphrey Davy tarafından keşfedilmiştir. Davy, laboratuvarda nemli havaya maruz bıraktığı kurutulmuş potasyum hidroksiti elektrolize etti. Davy, potasyum izolesinden birkaç ay sonra aynı yöntemi kullanarak sodyumu da izole etmiştir.

Potasyumun Fiziksel Özellikleri Nelerdir?

  • Potasyum, yumuşak, gümüş-beyaz renkli alkali bir metaldir. Potasyum, lityumdan sonra ikinci en hafif elementtir. Diğer bir ifadeyle, en az yoğun ikinci elementtir.
  • Dokusu sabuna benzer.
  • Potasyum ve bileşikleri yanarken menekşe renginde alev verir.

Potasyumun Kimyasal Özellikleri Nelerdir?

Potasyumun kimyasal sembolü “K”dır. Atom numarası 19, atom ağırlığı 39,09’dur. Yoğunluğu 0,89 gr/cm3’tür. Enerji seviyesi başına elektronları “2, 8, 8, 1” şeklindedir. Erime noktası 63°C, kaynama noktası 759°C’dir.

Potasyum, periyodik tabloda 1. Grup, 4. Periyot, S-Blok elementlerinden biridir. Kimyasal özellikleri bakımından sodyuma benzer. Çok sayıda bileşik oluşturabilir. Kristal yapısı hacim merkezli kübiktir. Elektropozitifliği son derece yüksektir. Elemental potasyum, oldukça yumuşak, bıçakla kesilebilen, gümüşî beyaz görünümde katı bir elementtir.

Potasyumun atom kütle numaraları 35 ila 54 arasında değişen 20 izotopu karakterize edilmiştir. Doğada 3 izotopun karışımı olarak bulunur. Doğada en bol bulunan izotopu K-39’dur ve oranı yüzde 93,3’tür. Diğer doğal izotopu Potasyum-40, radyoaktiftir ve yarılanma ömrü 1,25 milyar yıldır; oranı ise yüzde 0,01’dir. Doğal izotoplarından K-41, yüzde 6,7 oranındadır.

Potasyum, suya karşı oldukça aktiftir. Su ile şiddetli reaksiyonunda hidrojen açığa çıkarır ve bu şiddetli reaksiyonda açığa çıkan ısı hidrojen gazını yakar. Potasyum amonyakla potasyum amit (KNH2) verir. Potasyum, sodyumdan farklı olarak karbon monoksitle doğrudan reaksiyon vererek karbonil bileşiğini verir.

Potasyum, en aktif elementtir. Havada hemen oksijenle oksit ve peroksit bileşiklerini verir. Potasyum, doymuş hidrokarbonlar dışında aromatik alkol, asit, asetilen gibi birçok organik bileşiklerle reaksiyon verir. Potasyum ısıtılsa dahi azot ile reaksiyon vermez. Hidrojenle 200°C’de yavaş, 350-400°C’de hızlı reaksiyon verir.

Hava ile temasında alkali potasyum hidroksit oluşur. Bir parça potasyum kesildiğinde, temiz yüzeyi havayla temas edince hemen matlaşır. Metal oksit oluşumu ve hidroksit korozyonunu önlemek için havasız ortamlarda saklanmalıdır. Genellikle gazyağı (kerosen) gibi indirgen ortamlarda depolanır.

Potasyum Nasıl Keşfedilir?

Potasyum, doğada bol bulunan elementler arasında oksijen, silis, alüminyum, demir, kalsiyum ve sodyumdan sonra 7.sırada yer almaktadır. Yerkabuğundaki potasyum rezervinin 10 milyar tonun üzerinde olduğu tahmin edilmektedir.  Başlıca silvit (KCL), karnalit (KMgCl36H2O) ve öteki karışık tuzlar hâlinde bulunur. Ortoklaz (potasyum feldispat), kayaç formunda bulunan genel halidir.

Yüksek reaktivitesi sebebiyle saf olarak bulunmaz. Deniz suyunda ve yerkabuğundaki birçok mineralde diğer elementlere bağlı olarak bulunur. Doğada genellikle tuz formunda yaygın olarak bulunur. Potasyumun elde edilişi zor olduğundan pahalı bir metaldir. Potasyum tuzlarının elektrolizinden, potasyum hidroksidin akkor sıcaklığa kadar demirle ısıtılmasından, eritilmiş potasyum klorürün, karbon elektrotları kullanarak, elektroliz edilmesiyle ve termokimyasal metodla elde edilir.

Yerkabuğunda ağırlıkça yüzde 1,5 ila 2,5 oranında potasyum içeriği vardır. Eski göl ve deniz yataklarında potasyum tuzları bulunur. Silvit, langbeinit, karnalit, polhalit gibi mineraller de potasyum içerir. Diğer elementlerden elde etmek zordur. Potasyum hidroksitten elektroliz yoluyla; potasyum klorürden ısı metotlarıyla üretilebilir.

Potasyum Nerelerde Kullanılır?

Potasyum, endüstride ve kimyasal işlemlerde yaygın olarak kullanılan elementlerden biridir. Bitkilerin gelişimi için çok önemli bir element olan potasyum, çoğu toprak tipinin bileşiminde yer alır ve gübrelerin yapısına da katılır.

Cam, sabun, lens ve benzeri maddelerin yapımında, ayrıca yanıcı-patlayıcı maddelerin bileşiminde kullanılır. Sodyum ve potasyum alaşımı (NaK), iyi bir ısı ileticidir.

Potasyumun çoğu tuzu, hem kimyasal hem de ticari açıdan önem taşır.

Potasyum üretiminin yüzde 90’ını gübrelerde kullanılır. Potasyum, bileşikleri ve alaşımlarının kullanıldığı bazı ürün ve alanlar şunlardır; cam, ayna, barut, havai fişekler, patlayıcılar, kibrit, manyetikmetreler, fotografik filmler, kabartmalar, dericilik, seramik, böcek öldürücü, sabunlar, deterjanlar, temizlik maddeleri, ilaç, kabartma tozu, gıda katkıları, oksijen kaynağı, kauçuk, pigmentler, alkali piller, aküler…

  • Potasyum karbonat (K2CO3) maddesidir ve kimyasal formülü olarak PH düzenleyici kullanılır.
  • Potasyum karbonat, camlara dayanıklılık kazandırır.
  • Sodyum-potasyum alaşımı, iyi bir ısı iletkenidir.
  •  Potasyum süperoksit, karbondioksit tutucu veya taşınabilir oksijen kaynağı olarak kullanılabilir.
  • Potasyum bisülfat, gıda katkısıdır.
  • Potasyum hidroksit, temizlik sektöründe, gübrelerde ve hayvan ilaçları başta olmak üzere birçok üründe kullanılır.
  • Potasyum klorür, farmasötik ürünler, tıbbi damlalar ve tuzlu su enjeksiyonlarında kullanılır.
  • NaK, oda sıcaklığında sıvı olan bir sodyum-potasyum alaşımı, ısı iletimi için kullanılır. Ayrıca hava içermeyen kuru çözücü üretiminde kurutucu olarak kullanılır.
  • Potasyum bromür (KBr)fotografik film ve kabartmalarda kullanılır.
  • Potasyum kromat (K2CrO4) havai fişek, patlayıcı, kibrit, deri işlemede renk verici (parlak sarı-kırmızı renk) olarak kullanılır.
  • Potasyum iyonları canlılar açısından çok önemlidir çünkü yaşayan her hücrenin yapısında bulunurlar. Potasyum iyon difüzyonu sinir iletişimi için anahtar mekanizmadır ve insanlar dahil tüm hayvanlarda potasyum eksikliği ciddi kalp fonksiyon bozukluklarına neden olur.
  • Binde ikilik derişimi ile insan vücudunda en çok bulunan yedinci veya sekizinci elementtir. Bu derişim ortalama bir insan boyutuna realize edilirse vücut içinde bulunan miktarı yaklaşık 120 gram olur. Kalsiyum ve fosfor gibi temel minerallerin ardından vücut içindeki miktarı sülfür ve klor ile aynı düzeydedir.
  • Bitkiler için de vazgeçilmez bir element olduğu için gübre olarak zirai amaçlı sıkça kullanılır. Genellikle klorür (KCl), sülfat (K2SO4) veya nitrat (KNO3) formu gübre olarak tercih edilir. Küresel potasyum kimyasal ürünlerinin yaklaşık % 95 kadarı zirai gübre amaçlı üretilir ve bunun da % 90’lık kısmı potasyum klorürdür.

Potasyum Nerelerde Bulunur?

Potasyumun en büyük rezervi Batı Kanada eyaletlerinden Saskatchewan’da bulunur. Kaliforniya, Almanya, Şili, New Mexico ve Utah diğer önemli rezervlerin bulunduğu bölgelerdir.