Potassium | Infos, vidéos, actualité santé 2022

Le potassium est un élément chimique, de symbole K et de numéro atomique 19.

C’est un métal alcalin mou, d’aspect blanc métallique que l’on trouve naturellement lié à d’autres éléments dans l’eau de mer et dans de nombreux minéraux. Il s’oxyde rapidement au contact de l’air, et réagit violemment avec l’eau. Il ressemble chimiquement au sodium.

Caractéristiques notables

Le potassium est le deuxième plus léger, le plus réactif, le plus électropositif des métaux. C’est un solide mou qui est facilement coupé à l’aide d’un couteau. Les surfaces fraîchement coupées ont un aspect métallique. Il s’oxyde rapidement à l’air et doit donc être conservé dans l’huile.

Comme les autres métaux alcalins, l’eau se décompose à son contact avec formation d’hydrogène. Lorsqu’il est plongé dans l’eau, il réagit violemment en produisant des gaz qui s’enflamment spontanément.

Ses sels émettent une couleur violette lorsqu’ils sont exposés à une flamme.

Applications

Le potassium est un élément essentiel pour la croissance des plantes ; on le trouve dans la plupart des sols. Le potassium est vital pour le fonctionnement des cellules animales (voir pompe Na-K).

Ses principaux composés :

l’hydroxyde de potassium plus connu sous le nom de potasse caustique ou potasse, et utilisé pour la fabrication de produits détergents ;
le chlorure de potassium est utilisé comme substitut du sel alimentaire, et aussi pour arrêter le cœur dans les exécutions par injection létale ;
le nitrate de potassium est le salpêtre ou nitre, utilisé dans la poudre à canon ;
le carbonate de potassium est utilisé dans la fabrication du verre, et est le principal constituant de la potasse (fertilisant).
le NaK est un alliage de sodium et de potassium utilisé dans les transferts de chaleur ;
autres sels importants de potassium :
- le bromure de potassium,
- l’iodure de potassium,
- le sulfate de potassium.

Histoire

Le potassium a été découvert en 1807 par sir Humphry Davy, qui l’obtient par électrolyse d’hydroxyde de potassium, et forge le mot à partir de l’anglais potash, potass « potasse » et du suffixe -ium.

Le potassium fut le premier métal isolé par électrolyse.

Gisements

Cet élément représente environ 2,4 % du poids total de la croûte terrestre, dont il est un des 7 éléments les plus abondants.

Le potassium ne se trouve pas à l’état natif dans la nature. Il est obtenu principalement par électrolyse de l’hydroxyde de potassium par un procédé qui a très peu changé depuis Davy.

Des minéraux tels que la carnallite KMgCl₃·6H₂O, la langbeinite K₂Mg₂(SO₄)₃, la polyhalite K₂Ca₂Mg(SO₄)₄·2H₂O, et la sylvite KCl, que l’on trouve au fond des anciens lacs et mers sont des minerais importants de potassium, et permettent son exploitation économique.

Les principaux gisements de potassium, sont situées en Californie, Allemagne, Nouveau-Mexique, Utah.

Les océans constituent une réserve importante de potassium, mais sa concentration y est plus faible que celle du sodium (cf eau de mer).

Isotopes

On connaît l’existence de 17 isotopes du potassium. La forme naturelle du potassium est composé de 3 isotopes : ³⁹K (93,26 %), ⁴⁰K (0,01167 %) et ⁴¹K (6,73 %).

Le ⁴⁰K se désintègre :

par capture électronique et par émission β⁺ en ⁴⁰Ar ;
par émission β^– en ⁴⁰Ca

La méthode de datation au potassium-argon (couple d’isotopes ⁴⁰K – ⁴⁰Ar) est communément utilisée pour la datation des roches.

Précautions

Le potassium sous forme de métal réagit violemment avec l’eau. Ce métal doit donc être conservé dans une atmosphère protégée.

Rôle biologique

Le potassium sous sa forme de cation K⁺ est le principal ion intracellulaire de l’organisme. Il existe un très fort gradient de concentration entre le potassium intra-cellulaire et extra-cellulaire, entretenu par des pompes situées dans les membranes cellulaires.

La concentration de K⁺ (ou kaliémie) est très intimement régulée, de sorte que ce taux demeure dans une fourchette précise de 3 à 4,5 mmol/l. Les variations pathologiques de la kaliémie (hypokaliémie et surtout hyperkaliémie) sont des troubles sévères susceptibles d’entraîner des anomalies cardiaques fatales.

Argon – Potassium – Calcium
Na K Rb
	Image manquante K-TableImage.png Image:K-TableImage.pngTable complète

Généralités

Nom, Symbole, Numéro

Potassium, K, 19

Série chimique

Métal alcalin

Groupe, Période, Bloc

1 (IA), 4, s

Masse volumique

856 kg/m³

Dureté Mohs

0,4

Couleur

blanc argenté
Image manquante
K,19-thumb.jpg
image:K,19-thumb.jpg

Propriétés atomiques

Masse atomique

39,0983 u

Rayon atomique (calc)

220 (243) pm

Rayon de covalence

196 pm

Rayon de van der Waals

275 pm

Configuration électronique

[Ar] 4s¹

Nombre d’électrons
par niveau d’énergie

2, 8, 8, 1

États d’oxydation (oxyde)

1 (base forte)

Structure cristalline

cubique face centrée

Propriétés physiques

État de la matière

solide

Température de fusion

336,53 K

Température de vaporisation

1032 K

Volume molaire

45,94×10^-6 m³/mol

Énergie de vaporisation

79,87 kJ/mol

Énergie de fusion

2,334 kJ/mol

Pression de vapeur à 1234 K

1,06×10^-4 Pa

Vélocité du son à 293,15 K

2000 m/s

Divers

Électronégativité (Pauling)

0,82

Chaleur massique

757 J/(kg.K)

Conductivité électrique

13,9×10⁶ S/m

Conductivité thermique

102,4 W/(m.K)

1^er potentiel d’ionisation

418,8 kJ/mol

2^e potentiel d’ionisation

3052 kJ/mol

3^e potentiel d’ionisation

4420 kJ/mol

4^e potentiel d’ionisation

5877 kJ/mol

5^e potentiel d’ionisation

7975 kJ/mol

6^e potentiel d’ionisation

9590 kJ/mol

7^e potentiel d’ionisation

11343 kJ/mol

8^e potentiel d’ionisation

14944 kJ/mol

9^e potentiel d’ionisation

16963,7 kJ/mol

10^e potentiel d’ionisation

48610 kJ/mol

Isotopes les plus stables

iso	AN	période	MD	Ed MeV	PD
³⁹K	93,26 %	K est stable avec 20 neutrons
⁴⁰K	0,01167 %	1,277×10⁹ a	0,1048 ε 0,8952 β^–	1,505 1,311	⁴⁰Ar ⁴⁰Ca
⁴¹K	6,73 %	K est stable avec 22 neutrons