پتاسیم

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به ناوبری پرش به جستجو
پتاسیم، 19K
Potassium-2.jpg
تکه های پتاسیم (در روغن پارافین ، هر کدام 5 میلی متر)
ویژگی‌های کلی
تلفظ‎/pəˈtæsiəm/‎ (pə-TAS-ee-əm)
ظاهرنقرهy gray
جرم اتمی نسبی (Ar، استاندارد)۳۹٫۰۹۸۳(۱)[۱]
پتاسیم در جدول تناوبی
Element 1: هیدروژن (H), Other non-metal
Element 2: هلیوم (He), Noble gas
Element 3: لیتیم (Li), Alkali metal
Element 4: برلیم (Be), Alkaline earth metal
Element 5: بور (B), Metalloid
Element 6: کربن (C), Other non-metal
Element 7: نیتروژن (N), Halogen
Element 8: اکسیژن (O), Halogen
Element 9: فلوئور (F), Halogen
Element 10: نئون (Ne), Noble gas
Element 11: سدیم (Na), Alkali metal
Element 12: منیزیم (Mg), Alkaline earth metal
Element 13: آلومینیم (Al), Other metal
Element 14: سیلسیم (Si), Metalloid
Element 15: فسفر (P), Other non-metal
Element 16: گوگرد (S), Other non-metal
Element 17: کلر (Cl), Halogen
Element 18: آرگون (Ar), Noble gas
Element 19: پتاسیم (K), Alkali metal
Element 20: کلسیم (Ca), Alkaline earth metal
Element 21: اسکاندیم (Sc), Transition metal
Element 22: تیتانیم (Ti), Transition metal
Element 23: وانادیم (V), Transition metal
Element 24: کروم (Cr), Transition metal
Element 25: منگنز (Mn), Transition metal
Element 26: آهن (Fe), Transition metal
Element 27: کبالت (Co), Transition metal
Element 28: نیکل (Ni), Transition metal
Element 29: مس (Cu), Transition metal
Element 30: روی (Zn), Other metal
Element 31: گالیم (Ga), Other metal
Element 32: ژرمانیم (Ge), Metalloid
Element 33: آرسنیک (As), Metalloid
Element 34: سلنیم (Se), Other non-metal
Element 35: برم (Br), Halogen
Element 36: کریپتون (Kr), Noble gas
Element 37: روبیدیم (Rb), Alkali metal
Element 38: استرانسیم (Sr), Alkaline earth metal
Element 39: ایتریم (Y), Transition metal
Element 40: زیرکونیم (Zr), Transition metal
Element 41: نیوبیم (Nb), Transition metal
Element 42: مولیبدن (Mo), Transition metal
Element 43: تکنسیم (Tc), Transition metal
Element 44: روتنیم (Ru), Transition metal
Element 45: رودیم (Rh), Transition metal
Element 46: پالادیم (Pd), Transition metal
Element 47: نقره (Ag), Transition metal
Element 48: کادمیم (Cd), Other metal
Element 49: ایندیم (In), Other metal
Element 50: قلع (Sn), Other metal
Element 51: آنتیموان (Sb), Metalloid
Element 52: تلوریم (Te), Metalloid
Element 53: ید (I), Halogen
Element 54: زنون (Xe), Noble gas
Element 55: سزیم (Cs), Alkali metal
Element 56: باریم (Ba), Alkaline earth metal
Element 57: لانتان (La), Lanthanoid
Element 58: سریم (Ce), Lanthanoid
Element 59: پرازئودیمیم (Pr), Lanthanoid
Element 60: نئودیمیم (Nd), Lanthanoid
Element 61: پرومتیم (Pm), Lanthanoid
Element 62: ساماریم (Sm), Lanthanoid
Element 63: اروپیم (Eu), Lanthanoid
Element 64: گادولینیم (Gd), Lanthanoid
Element 65: تربیم (Tb), Lanthanoid
Element 66: دیسپروزیم (Dy), Lanthanoid
Element 67: هولمیم (Ho), Lanthanoid
Element 68: اربیم (Er), Lanthanoid
Element 69: تولیم (Tm), Lanthanoid
Element 70: ایتربیم (Yb), Lanthanoid
Element 71: لوتتیم (Lu), Lanthanoid
Element 72: هافنیم (Hf), Transition metal
Element 73: تانتال (Ta), Transition metal
Element 74: تنگستن (W), Transition metal
Element 75: رنیم (Re), Transition metal
Element 76: اوسمیم (Os), Transition metal
Element 77: ایریدیم (Ir), Transition metal
Element 78: پلاتین (Pt), Transition metal
Element 79: طلا (Au), Transition metal
Element 80: جیوه (Hg), Other metal
Element 81: تالیم (Tl), Other metal
Element 82: سرب (Pb), Other metal
Element 83: بیسموت (Bi), Other metal
Element 84: پولونیم (Po), Other metal
Element 85: آستاتین (At), Metalloid
Element 86: رادون (Rn), Noble gas
Element 87: فرانسیم (Fr), Alkali metal
Element 88: رادیم (Ra), Alkaline earth metal
Element 89: آکتینیم (Ac), Actinoid
Element 90: توریم (Th), Actinoid
Element 91: پروتاکتینیم (Pa), Actinoid
Element 92: اورانیم (U), Actinoid
Element 93: نپتونیم (Np), Actinoid
Element 94: پلوتونیم (Pu), Actinoid
Element 95: امریسیم (Am), Actinoid
Element 96: کوریم (Cm), Actinoid
Element 97: برکلیم (Bk), Actinoid
Element 98: کالیفرنیم (Cf), Actinoid
Element 99: اینشتینیم (Es), Actinoid
Element 100: فرمیم (Fm), Actinoid
Element 101: مندلیفیم (Md), Actinoid
Element 102: نوبلیم (No), Actinoid
Element 103: لارنسیم (Lr), Actinoid
Element 104: رادرفوردیم (Rf), Transition metal
Element 105: دوبنیم (Db), Transition metal
Element 106: سیبورگیم (Sg), Transition metal
Element 107: بوهریم (Bh), Transition metal
Element 108: هاسیم (Hs), Transition metal
Element 109: مایتنریم (Mt)
Element 110: دارمشتادیم (Ds)
Element 111: رونتگنیم (Rg)
Element 112: کوپرنیسیم (Cn), Other metal
Element 113: نیهونیم (Nh)
Element 114: فلروویم (Fl)
Element 115: مسکوویم (Mc)
Element 116: لیورموریم (Lv)
Element 117: تنسین (Ts)
Element 118: اوگانسون (Og)
Na

K

Rb
آرگونپتاسیمکلسیم
عدد اتمی (Z)19
گروه1: هیدروژن و فلزهای قلیایی
دورهدوره 4
بلوکبلوک-s
آرایش الکترونی[Ar] 4s1
2, 8, 8, 1
ویژگی‌های فیزیکی
فاز در STPجامد
نقطه ذوب336.53 K ​(63.38 °C, ​146.08 °F)
نقطه جوش1032 K ​(759 °C, ​1398 °F)
چگالی (near r.t.)0.862 g/cm3
در حالت مایع (at m.p.)0.828 g/cm3
نقطه سه‌گانه336.35 K, ​ kPa
حرارت همجوشی2.33 kJ/mol
آنتالپی تبخیر 76.9 kJ/mol
ظرفیت حرارتی مولی29.6 J/(mol·K)
ویژگی‌های اتمی
عدد اکسایش−1, +1 (a strongly basic اکسید)
الکترونگاتیویمقیاس پائولینگ: 0.82
انرژی یونش
  • 1st: 418.8 kJ/mol
  • 2nd: 3052 kJ/mol
  • 3rd: 4420 kJ/mol
  • (بیشتر)
شعاع اتمیempirical: 227 pm
شعاع کووالانسی pm 203±12
شعاع واندروالسی275 pm
Color lines in a spectral range
خط طیف نوری پتاسیم
دیگر ویژگی ها
ساختار بلوری ​(bcc)
Body-centered cubic crystal structure for پتاسیم
سرعت صوت thin rod2000 m/s (at 20 °C)
انبساط حرارتی83.3 µm/(m·K) (at 25 °C)
رسانندگی گرمایی102.5 W/(m·K)
رسانش الکتریکی72 n Ω·m (at 20 °C)
رسانش مغناطیسیparamagnetic
مدول یانگ3.53 GPa
مدول برشی1.3 GPa
مدول حجمی3.1 GPa
سختی موس0.4
سختی برینل0.363 MPa
شماره ثبت سی‌ای‌اس7440-09-7
ایزوتوپ‌های پتاسیم
ایزوتوپ فراوانی نیمه‌عمر (t۱/۲) حالت فروپاشی محصول
39K 93.26% 39K ایزوتوپ پایدار است که 20 نوترون دارد
40K 0.012% 1.248(3)×109 y β 1.311 40Ca
ε 1.505 40Ar
نشر پوزیترون 1.505 40Ar
41K 6.73% 41K ایزوتوپ پایدار است که 22 نوترون دارد
| منابع
پتاسیم
زردی و سوختگی حاشیه برگ گوجه فرنگی ناشی از کمبود پتاسیم
کمبود پتاسیم در برگ درختان

پتاسیم (Potassium) با نماد شیمیایی K (از واژهٔ kalium در لاتین نو) یک فلز قلیایی است و عدد اتمی آن ۱۹ می‌باشد. عنصر پتاسیم نرم و به رنگ نقره‌ای - سفید است در هوا به آسانی اکسید می‌شود و با آب به شدت واکنش می‌دهد و تولید گرما می‌کند و در نتیجه باعث شعله‌ور شدن هیدروژن و واکنش آن می‌گردد.

پتاسیم و سدیم از نظر شیمیایی بسیار شبیه‌اند.

پیدایش[ویرایش]

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[ویرایش]

فلز قلیایی نرم با جلای نقره ای؛ سبک‌وزن؛ در هوای مرطوب به‌سرعت اکسیده می‌شود، از این رو در نفت نگهداری 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[ویرایش]

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

درجه خلوص[ویرایش]

صنعتی ۹۹٫۹۵ درجه خالص

احتیاط[ویرایش]

خطر آتش‌سوزی؛ 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 آتش‌سوزی 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 بی‌اثر ماند آرگون و نیتروژن یا در مایعهایی مانند تولوئن یا کروزن که اکسیژن جذب نمی‌کنند یا در کپسول‌های شیشه‌ای که در خلائ یا جو بی‌اثر پر می‌شوند، نگهداری می‌شوند.

پژوهش‌ها[ویرایش]

کاربردها[ویرایش]

در موادی مانند موزموجود میباشد

پتاسیم در بدن[ویرایش]

پتاسیم یک یون مهم در بدن است، چون تغییرات جزئی آن می‌تواند action potentials را مختل کند و در نتیجه مشکلات عصبی و قلبی ایجاد می‌شود، سطح آن در خون به‌دقت تنظیم می‌شود. بسیاری از آنتی‌بیوتیکها، از جمله آنکه توسط باکتری Bacillus brevis تولید می‌شود، عملکرد سلول‌ها را با نشستن بر روی کانال‌های یون مثبت مختل می‌کنند. در نتیجه یون‌های +k و +Na اجازه پیدا می‌کنند از غشاء سلولی عبور کنند و بنابراین action potential مختل می‌شود. پتاسیم در پلاسمای خون نسبتاً در سطح پائینی قرار دارد (معمولاً ۳٫۵ تا ۵٫۰ mmol/L)، ولی درون سلول‌ها تجمع زیادی دارد (در حدود ۱۰0 mmol/L). سطوح پائین آن در خون هیپوکالمی (hypokalemia) و سطوح بالای آن هایپرکالمی (hyperkalemia) نام دارند. هر دو سطح پائین و بالا برای قلب خطرناکند. علائم کمبود آن در بدن شامل موارد زیر است: خستگی، خواب آلودگی، ضعف عضلانی، یبوست، نامنظمی ضربان قلب و تأخیر در تخلیه معدی. بهترین منابع غذایی پتاسیم؛ آرد سویا، لوبیا سفید، عدس، موز و اسفناج می‌باشد؛ ولی در بیشتر موادغذایی وجود دارد. رژیم غذایی غنی از کلسیم، پتاسیم و منیزیم و نیز محدود در سدیم باعث کاهش فشار خون بالا در افراد دچار فشار خون بالا می‌شود.

یکی از بهترین دوندگان زن (دوهای استقامت) به یک پزشک آمریکایی مراجعه می‌کند و دلیل افت کارایی خود را در ورزش را می‌پرسد. آزمایش خون او انجام می‌شود که تمامی فاکتورهای خونی طبیعی بودند، به غیر از پتاسیم موجود در خون که مقدار آن کم بود. بیشترین علت کمبود پتاسیم، تهوع می‌باشد ولی زن ورزشکار ادعا می‌کرد دچار تهوع نشده‌است. سپس از او خواسته شد ادرار خود را برای مدت یک روز جمع‌آوری کند. آزمایش ادرار نشان داد میزان پتاسیم موجود در ادرار او سه برابر حالت طبیعی بود که ثابت می‌کرد این فرد دچار پرخوری عصبی است و برای کنترل وزن خود، با فروبردن انگشت دست در گلویش عمداً می‌خواسته دچار تهوع شود تا غذاهای خورده شده را بالا آورده و وزنش افزایش نیابد. بعد از اینکه زن ورزشکار انجام این عمل را پذیرفت و دست از این کار برداشت در چندین مسابقهٔ دو برنده شد.

کلیه‌ها و غدد عرق، هنگامیکه بدن دچار افت پتاسیم می‌شود، از اتلاف آن جلوگیری کرده و مقدار آن را در حد طبیعی نگه می‌دارند. به همین دلیل، کمبود پتاسیم به‌ندرت در ورزشکاران رخ می‌دهد. نیاز بدن به پتاسیم حتی با ورزش کردن طولانی در هوای گرم، با خوردن یک رژیم معمولی برآورده می‌شود، چون این عنصر در تمامی موادغذایی به جز شکر تصفیه شده وجود دارد. مصرف داروهایی مثل دیورتیکها و کورتیکواستروئیدها می‌توانند باعث کمبود پتاسیم در بدن شوند. همچنین اسهال و تهوع مکرر باعث کمبود آن می‌شود. در اسهال، پتاسیم بدن از طریق مدفوع و در تهوع از طریق استفراغ دفع می‌شود. هم در ورزشکاران و هم در افراد عادی، تهوع و استفراغ بیشترین علت کاهش پتاسیم خون و افزایش آن در ادرار می‌باشد.

پتاسیم در خاک[ویرایش]

پتاسیم به‌طور معمول فراوان‌ترین عنصر غذایی پر نیاز در ۱۵ سانتی‌متری لایه سطحی خاک است. مقدار پتاسیم در خاک‌های معدنی۰/۴ تا ۳ درصد یا بیشتر تغییر می‌کنددر حالی که در خاک‌های آلی این مقدار حدود ۰/۰۲ تا ۰/۰۳ درصد است.

اشکال مختلف پتاسیم در خاک[ویرایش]

چهار شکل مختلف پتاسیم در خاک به ترتیب سهل‌الوصول بودن برای گیاهان شامل:پتاسیم محلول، پتاسیم تبادلی، پتاسیم غیر تبادلی (تثبیت شده) و پتاسیم ساختمانی می‌باشد.

پتاسیم محلول:پتاسیمی است که در محلول خاک به فرم یونی موجود بوده وتن‌ها فرم قابل جذب پتاسیم برای گیاهان است و کاهش ذخیره پتاسیمی خاک در اثر شستشوی عمقی نیز پس از تبدیل سایر شکل‌های پتاسیم به این فرم صورت می‌گیرد.

پتاسیم تبادلی: پتاسیم تبادلی یا پتاسیم جذب سطحی شده روی کلوئیدها و قابل جایگزین با سایر کاتیون‌ها، همانند کاتیون‌های تبادلی دیگر به وسیله نیروهای الکترو استاتیک بارهای منفی کلوئیدهای آلی و معدنی خاک نگهداری می‌شود و تحت شرایطی به آسانی توسط نمک‌های خنثی قابل استخراج می‌باشد.

پتاسیم غیرتبادلی: پتاسیمی است که به‌آسانی قابل تبادل نبوده و در زمان‌های کوتاه نیز توسط محلول‌های نمکی آزاد نمی‌شود و تاحدودی برای گیاه قابل استفاده است.

پتاسیم ساختمانی: به شکلی از پتاسیم اطلاق می‌شود که جزئی از شبکه کریستالی کانی‌ها می‌باشد.

پتاسیم در گیاه[ویرایش]

پتاسیم فراوان‌ترین کاتیون موجود در سیتوپلاسم بوده و نمک‌های پتاسیم به ایجاد پتانسیل اسمزی مناسب در درون سلول‌ها و بافت‌های گیاهان غیر نمک دوست کمک عمده‌ای می‌کند.

چرخه پتاسیم

جذب پتاسیم به وسیله گیاه[ویرایش]

جذب پتاسیم به داخل سیتوپلاسم یا واکئول‌های سلول‌های ریشه از طریق جذب فعال است و نیاز به انرژی دارد. بین غلظت پتاسیم محلول اطراف ریشه و مقدار جذب پتاسیم به وسیلهٔ گیاه رایطه مستقیم وجود دارد.

میزان پتاسیم قابل جذب در خاک‌های مختلف معمولاً در حدود ۰/۱ درصد میزان کلسیم قابل جذب می‌باشد، با این حال مقدار پتاسیم گیاه معمولاً ۱۰ برابر کلسیم می‌باشد و این نشان می‌دهد که گیاه قدرت انتخابی شدیدی برای برخی عناصر مورد نیاز خود دارد.

نقش پتاسیم در گیاه[ویرایش]

پتاسیم در فیزیولوژی گیاه از قبیل: فعال شدن آنزیم‌ها، ساختن پروتئین‌ها، فتوسنتز، بزرگ شدن سلول، باز و بسته شدن روزنه‌ها وافزایش مقاومت به تنش‌های محیطی نقش دارد. همچنین پتاسیم در درختان میوه‌ای بزرگ شدن میوه‌ها را باعث می‌شود. رنگ نارنجی مرکبات و رنگ قرمز در سیب و هلو تابعی از غلظت پتاسیم در گیاه می‌باشد.

کمبود پتاسیم در گیاهان[ویرایش]

کمبود پتاسیم در گیاهان در ابتدا منجر به بروز علائم ظاهری و نشانه‌های قابل دیدن نمی‌شود، بلکه ابتدا فقط کاهشی در میزان رشد و عملکرد وجود دارد که به آن اصطلاحاً گرسنگی پنهان گفته می‌شود و تا زمانی که کمبود پتاسیم شدید نباشد، حتی تا پایان فصل رشد نیز علائم ظاهری همچنان بروز نکرده اما کاهش عملکرددر این شرایط قطعی خواهد بود. به دلیل موبایل بودن این عنصر نشانه‌های ظاهری کمبود پتاسیم ابتدا بر روی دومین و سومین برگ‌های پیرتر ظاهر می‌شود. در پیرترین برگ‌ها اغلب زردی و سوختگی از نوک و حاشیه برگ‌ها شروع شده و به سمت پهنک توسعه پیدا می‌کند.[۴]

منابع[ویرایش]

  1. Meija, J.; et al. (2016). "Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report)". شیمی محض و کاربردی(نشریه). 88 (3): 265–91. doi:10.1515/pac-2015-0305.
  2. "Quantum gas temperature drops below absolute zero". Wired. 4 January 2013. Archived from the original on 24 January 2013. Retrieved 5 February 2013.
  3. "Quantum gas goes below absolute zero". Nature. 3 January 2013. Retrieved 5 February 2013.
  4. ملکوتی، محمدجعفر (۱۳۹۵). پتاسیم در کشاورزی (نقش پتاسیم در تولید محصولات کشاورزی سالم). تهران، خیابان دکتربهشتی: انتشارات مبلغان. صص. ۵،۸۲. شابک ۹۷۸-۹۶۴-۲۶۱۴-۹۷-۴.

کتاب فرهنگ عناصر نوشته سید رضا آقاپور مقدم