Potasiul (sau kaliu, notat cu simbolul K, din Potassium, Chris Woodford, pagina 4, din limba arabă: „cenușă de plante”Vegetable substances: materials of manufactures, Society for the Diffusion of Useful Knowledge (Great Britain), pagina 270) este elementul chimic cu numărul atomic 19. Are masa atomică de 39,0983 u.a.m.
Acest element chimic a fost izolat prima dată din potasă. Este un metal alcalin de culoare alb-argintie, maleabil și ductil, care se oxidează ușor în aerPrudent practices in the laboratory: handling and disposal of chemicals, National Research Council (U.S.). Committee on Prudent Practice, pagina 382. Reacționează violent cu apa, generând suficientă căldură pentru a aprinde hidrogenul gazos eliberat; poate reacționa și cu gheața până la temperatura de -100 °CNature's building blocks: an A-Z guide to the elements By John Emsley, pagina 338.
În natură este întâlnit numai sub formă de sare ionicăPotassium, Chris Woodford, pagina 6, este prezent în concentrație semnificativă, în stare dizolvată, în apa de mare, de asemenea este întâlnit, sub forma diverșilor compuși, ca și constituent al unor minerale. Ionul de potasiu, prezent în țesuturile vegetale și animale, este un oligoelement indispensabil în metabolismul celulelor viiPotassium By Chris Woodford, pagina 4. Cea mai ridicată concentrație de potasiu o au celulele plantelor, fiind aglomerat în special în fructul lorSODIUM-RESTRICTED DIETS AND THE USE OF DIURETICS, Rationale, Complications, and Practical Aspects of Their-Use Committee on Sodium-Restricted Diets Food and Nutrition Board National Research Council National Academy of Sciences Washington, D.C. l979, pagina 29.
Concentrația mare de potasiu din plante, asociat cu cantitățile foarte scăzute de sodiu din acestea, conduce la izolarea potasiului din cenușa de plante, fiind din punct de vedere istoric factorul care a condus la numele de potasă. Agricultura intensă privează solul de potasiu, iar fertilizatorii agricoli consumă 93% din producția chimică a potasiului la nivel de economie globală modernă.
Potasiul și sodiul sunt metale alcaline, care sunt identice din punct de vedere chimicClays and clay minerals, Volume 42, Issues 1-3, edited by Clay Minerals Society, pagina 377, acesta fiind un motiv pentru care sărurile acestora nu au fost diferențiate istoric. S-a constatat că sunt elemente chimice diferite doar în momentul când au fost izolate prin electroliză la începutul secolului 19.
Funcțiile potasiului și ale sodiului în organismele vii sunt diferite. Animalele, în special, folosesc sodiul și potasiul diferit pentru a genera potențial electric în celulele lor, în special țesutul nervos. Deficitul de potasiu la animale, inclusiv omul, conduce la numeroase disfuncții neurologice.
Răspândire în natură thumb|left|Potasiul în feldspat Potasiul nu este răspândit în stare nativă deoarece reacționează violent cu apa. La fel ca și alți compuși, potasiul are un procentaj de 1,5% din greutatea scoarței terestre și este al șaptelea element ca răspândire pe planetă.Potassium, Chris Woodford, pagina 6Potassium, Greg Roza, pagina 12 Fiind foarte electropozitiv, potasiul metalic este foarte greu de obținut din mineralele sale. Potasiul sub formă ionică este prezent și în apa mărilor, cantitatea de potasiu fiind de aproape 1/30 din cea existentă de sodiu, deoarece potasiul este mai strâns în legătură cu solul sub forma silicaților.Inorganic chemistry By Egon Wiberg, Nils Wiberg, Arnold Frederick Holleman, pagina 1094 Ca rezultat, nu este eliberat imediat în ocean și este prezent și în biosferă.
Forma stabilă a potasiului este creată în supernoveCreation and double chaos: science and theology in discussion, By Sjoerd Lieuwe Bonting, pagina 25, în urma procesului-r.
Descoperire Potasiul elementar nu a fost cunoscut în Roma Antică, iar numele lui nu derivă din latina clasică, ci mai degrabă din neo-latină. Numele kalium a fost împrumutat de la cuvântul „alkali”, cuvânt de proveniență arabă, al qalīy = „cenușă calcinată”.Bergey's manual of systematic bacteriology edited by George M. Garrity, Don J. Brenner, Noel R. Krieg, pagina 96 Denumirea de potasiu derivă de la cuvântul „potasă”,Potassium (denumirea in limba engleza vine de la cenușă obținută în urma arderii plantelor și care era folosita ulterior la obținerea săpunului. Arderea avea loc în vase și de aici "pot-ash"), Greg Roza, pagina 13 substanță al cărei nume uzual este dat carbonatului de potasiu și care putea fi obținută din resturile vegetale carbonizate. Prin încălzire, carbonatul eliberează dioxidul de carbon, iar produsul de reacție este potasa caustică, nume dobândit datorită arsurilor chimice ce pot apărea în cazul contactului cu țesutul uman.
Potasiul metalic a fost descoperit în anul 1807 în Anglia de către Sir Humphry DavyA text-book on chemistry: For the use of schools and colleges By Henry Draper, pagina 313, care a obținut potasiu din potasa caustică, prin electroliza sării topite utilizând nou-descoperita pilă voltaică.A text-book on chemistry, John William Draper, pagina 264 Înainte de secolul al XVII-lea nu se putea face o distincție clară între potasiu și sodiu din cauza proprietăților fizico-chimice foarte asemănătoare ale acestora. A fost primul metal izolat prin metoda electrolitică. Davy a extras sodiul printr-o metodă similară, demonstrând astfel diferența dintre elementele chimice.
În anul 1808, chimiștii francezi Louis-Josef Gay-Lussac și Louis-Jacques Thenard au reușit separarea potasiului dintr-un amestec de hidroxid de potasiu și fier încălzit la temperaturi înalte. Metoda aceasta a fost ulterior utilizată de către Davy pentru obținerea unei cantități mai mari de metal.Nature's building blocks: an A-Z guide to the elements de John Emsley, pagina 336
Structura atomică thumb|right|Atomul de potasiu, reprezentat cu învelișul de electroni. Structură atomică a potasiului este determinată de numărul nucleonilor din nucleul atomic, astfel că pentru izotopul său natural, 39K, potasiul are 19 protoni și 20 de neutroni. Raza atomică medie este de 2,77Å, iar volumul molar al acestuia este de 45,46 cm³/mol.http://environmentalchemistry.com/yogi/periodic/K.html (în engleză). ChemiCool. Accesat la 1 iulie 2010. Raza covalentă este de 2,03ÅComprehensive Chemistry XI By Dr. N . K. Verma, S. K. Khanna, Dr. B. Kapila, pagina 305.
Configurația electronică a atomului de potasiu este următoarea:
nivelul K: 1s2
nivelul L: 2s2p6
nivelul M: 3s2p6
nivelul N: 4s1
Producție Producția mondială de potasiu este raportată ca fiind în jur de 200 tone pe anNature's building blocks: an A-Z guide to the elements, By John Emsley, pagina 338, în timp ce zăcămintele de minereuri de potasiu cunoscute până în prezent, exploatabile în mine, pot asigura o producție totală de 50 de milioane de toneNature's building blocks: an A-Z guide to the elements, By John Emsley, pagina 336. Potasiul metalic pur poate fi izolat prin electroliza hidroxidului de potasiu, proces care a fost puțin îmbunătățit de la Davy încoace. Metodele metalurgice termochimice, folosite de asemenea în producția de potasiu, utilizează ca materie primă clorura de potasiu pentru elaborarea metalului pur.
Sărurile de potasiu precum carnalitul, langbeinitul, polihalitul și silvitulPeriodic Table of Elements: Potassium - K (EnvironmentalChemistry.com) sunt prezente în depozite prețioase prin concentrație ridicată de potasiu în bazinele lacurilor vechi, făcând astfel ca extracția lor să fie avantajoasă din punct de vedere economic. Principala sursă de potasiu, potasa, este exploatată în regiuni precum SaskatchewanPollution control in fertilizer production, By C. A. Hodge, Neculai N. Popovici, pagina 381, CaliforniaCRC handbook of chemistry and physics: a ready-reference book of chemical ..., By David R. Lide, pagina 4-24, GermaniaGermany: a general and regional geography By Robert Eric Dickinson, pagina 245, New Mexico, Utah. De asemenea este găsit în abundență în Marea MoartăPotassium, By Chris Woodford, pagina 6Popular Mechanics Nov 1930, pagina 795A dictionary of chemistry and the allied branches of other sciences, Volume 5 By Henry Watts, pagina 183. La peste 900 de metri sub suprafața regiunii Saskatchewan sunt depozite mari de potasă, surse importante de potasiu și săruri ale acestuia, cu câteva mine mari ce sunt operaționale din perioada anilor '60. Saskatchewan a pionierat tehnica înghețării sărurilor umede (formarea Blairmore) pentru a le manevra prin puțurile miniere. Principala companie minieră este Corporația de Potasă din Saskatchewan. Oceanele reprezintă o altă sursă de potasiu, însă cantitatea prezentă într-un volum dat de apa de mare este relativ scăzut, în comparație cu sodiul.
Izotopii potasiului Potasiul are 24 de izotopi cunoscuți, dintre care trei sunt întâlniți în natură în următoarele proporții: 39K (93,3%)Nature's building blocks: an A-Z guide to the elements By John Emsley, pagina 338 40K (0,0117%) și 41K (6,7%). Izotopul 40K se dezintegrează în izotopul stabil 40Ar (11,2% din dezintegrări) prin captura electronică sau emisie de pozitroni, sau se descompune în 40Ca (88,8% din dezintegrări) prin dezintegrare beta;Physics for radiation protection: a handbook, James E. Martin, pagina 286Archaeological chemistry, Zvi Goffer, pagina 51 40K are un timp de înjumătățire de 1.250×109 ani.Environmental radioactivity: from natural, industrial, and military sources, Merril Eisenbud, Thomas F. Gesell, pagina 550
Dezintegrarea izotopului 40K în 40Ar activează o metodă folosită în datarea rocilor.Archaeological chemistry, By Zvi Goffer, pagina 50Archaeology, By Robert L. Kelly, David Hurst Thomas, pagina 144 Metoda convențională de datare prin potasiu și argon presupune că rocile nu conțineau argon la momentul formării și că argonul radiogenic a fost reținut cantitativ (de exemplu 40Ar).Archaeology, Robert L. Kelly, David Hurst Thomas, pagina 144 Mineralele sunt datate prin măsurarea concentrației de potasiu și de 40Ar radiogenic acumulat. Mineralele cele mai potrivite pentru datare includ biotitul,Surface mining, B. A. Kennedy, Bruce A. Kennedy, pagina 215, muscovitulIgneous Rocks, Joseph Paxson Iddings, pagina 131 hornblenda plutonică/metamorfică de grad înalt și feldspat vulcanic; mostre întregi de roci din curgerile vulcanice și întruziuni pot fi de asemenea datate dacă sunt nealterate.
O altă aplicație a izotopilor potasiului a fost în studiul meteorologic. Sunt de asemenea folosiți în studiul ciclului biogeochimic, deoarece potasiul este un macronutriment necesar vieții.
Cantitatea de 40K care este răspândită în potasiul din natură (implicit în unii substituenți comerciali ai sării) este suficientă pentru a indica faptul că acele pungi cu substituenți sunt surse radioactive în demonstrațiile la clasă. În animalele și oamenii sănătoși, 40K reprezintă cea mai mare sursă de radioactivitate, mai mare decât cea a izotopului 14C. Într-un corp uman, cu masa de 70 kg, aproximativ 4,400 de nuclei de 40K sunt dezintegrați în fiecare secundă.
Activitatea potasiului natural este de 31 Bq/g.
Teste analitice La testul în flacără, potasiul și compușii săi emit o culoare pală de violet, care poate fi mascată într-un galben puternic de către sodiul conținut, dacă acesta este prezent. Sticla de cobalt poate fi folosită pentru a filtra culoarea galbena provocată de sodiu. Concentrația de potasiu în soluție este determinată prin fotometria cu flamă, spectrofotometria cu absorbție atomică sau prin electrozi ion-selectivi.
Proprietăți fizice thumb|100px|Culoarea la testul flăcării pentru potasiu