19-K Κάλιο

Σαπούνια και ραδιενεργές μπανάνες

Χάντρες καλίου (σε παραφινέλαιο, ~ 5 mm )

Με το κάλιο ξεκινάει η 4η περίοδος του Περιοδικού Πίνακα. Έχει ατομικό αριθμό 19 και το συνηθισμένο του ισότοπο έχει 20 νετρόνια και συνεπώς μαζικό αριθμό 39. Έτσι το ατομικό βάρος του καλίου στη φύση είναι 39,1. Βρίσκεται στην 1η (ΙΑ) ομάδα του Περιοδικού Πίνακα, στα αλκάλια, και έχει ένα ηλεκτρόνιο στην εξωτερική του στοιβάδα που το αποβάλει εύκολα και γίνεται κατιόν για να σχηματίσει ποικιλία ιοντικών ενώσεων.

Χρησιμοποιείται για την παραγωγή υγρών σαπουνιών, περίπου το 93% της παγκόσμιας παραγωγής καλίου καταναλώνεται στη βιομηχανία λιπασμάτων, το άλας του τρυγικό καλιονάτριο είναι συστατικό του Baking Powder. Διατροφή χαμηλή σε κάλιο μπορεί να οδηγήσει σε υπέρταση και υποκαλιαιμία αλλά και στις Ηνωμένες Πολιτείες χρησιμοποιείται για τις εκτελέσεις με θανατηφόρο ένεση.

Θετική δοκιμή
πυρανίχνευσης καλίου.

Η αγγλική λέξη για το κάλιο, είναι potassium που προέρχεται από τη λέξη potash (ποτάσσα), και αναφέρεται στη μέθοδο με την οποία λαμβάνονταν η ποτάσσα, δηλαδή η φυτική στάχτη: Ξέπλεναν τη στάχτη (ash) από ξύλα ή φύλλα δέντρων και μετά εξάτμιζαν το διάλυμα σε μια κατσαρόλα (pot). Οπότε το potash, στην κυριολεξία σημαίνει «στάχτη κατσαρόλας». Η ποτάσσα είναι κυρίως ένα άλας καλίου, και με την έννοια της ξεπλυμένης και αποξηραμένης φυτικής στάχτης, ήταν γνωστή από την Αρχαιότητα, αλλά δεν ήταν κατανοητό ότι ήταν ένα τελείως διαφορετικό συστατικό από τα άλατα των άλλων μετάλλων και ιδιαίτερα του νατρίου.

Το μεταλλικό κάλιο πρωτοαπομονώθηκε το 1807 στην Αγγλία από τον Σερ Χάμφρι Ντέιβι, που το παρέλαβε με ηλεκτρόλυση τήγματος υδροξειδίου του καλίου (KOH), χρησιμοποιώντας ηλεκτρικό ρεύμα από μια, πρόσφατα τότε ανακαλυφθείσα, βολταϊκή στήλη. Μάλιστα, το κάλιο ήταν το πρώτο μέταλλο που απομονώθηκε με ηλεκτρόλυση. Αργότερα, την ίδια χρονιά ο Σερ Χάμφρι Ντέιβι ανέφερε την απομόνωση του μεταλλικού νατρίου, με ηλεκτρόλυση τήγματος υδροξειδίου του νατρίου (NaOH), από ορυκτή προέλευση και όχι από φυτική στάχτη, αποδεικνύοντας έτσι οριστικά, ότι τα μέταλλα νάτριο και κάλιο και άρα και τα άλατά τους είναι διαφορετικές ουσίες.

Το υδροξείδιο του καλίου χρησιμοποιείται συνήθως για να παρασκευάσουμε σαπούνια. Συνήθως χρησιμοποιείται για την παρασκευή υγρών σαπουνιών ή αλλιώς το σαπούνι του ναυτικού, ενώ με χρήση υδροξειδίου του νατρίου φτιάχνουμε τα στερεά σαπούνια. Μια άλλη βιομηχανική χρήση του καλίου είναι στα λιπάσματα, που απαιτούνται από τα φυτά για την ανθοφορία και την καρποφορία.

Στο σώμα μας, τα ιόντα καλίου διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο. Ρυθμίζουν την αρτηριακή πίεση και τη μετάδοση των νευρικών ερεθισμάτων και απαιτούνται για τη φυσιολογική λειτουργία των κυττάρων.

Η δράση της αντλίας νατρίου-καλίου είναι ένα παράδειγμα πρωτογενούς ενεργού μεταφοράς. Οι δύο πρωτεΐνες φορείς που είναι ενσωματωμένες στην κυτταρική μεμβράνη στα αριστερά χρησιμοποιούν το ΑΤΡ για να μεταφέρουν το νάτριο έξω από το κύτταρο κόντρα στη αυξημένη εξωτερική συγκέντρωση. Οι δύο πρωτεΐνες στα δεξιά χρησιμοποιούν δευτερογενή ενεργή μεταφορά για να μεταφέρουν το κάλιο μέσα στο κύτταρο. Αυτή η διαδικασία έχει ως αποτέλεσμα την ανασύσταση του ΑΤΡ.

Ένα σπάνιο ισότοπο του καλίου, το κάλιο-40 (⁴⁰ Κ) αποτελεί το 0,01% του καλίου της γής, και είναι ραδιενεργό, και αποτελεί τη μεγαλύτερη πηγή ραδιενέργειας σε ζώα και ανθρώπους.  H μεταστοιχείωση του καλίου-40 (⁴⁰ Κ) σε αργό είναι υπεύθυνη για την ποσότητα του αργού στην ατμόσφαιρά μας (1%). Το ⁴⁰ Κ εμφανίζεται στο φυσικό κάλιο (και επομένως σε μερικά εμπορικά αλάτων) σε επαρκή ποσότητα ώστε μεγάλοι σάκοι αυτών να μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως ραδιενεργός πηγή για επίδειξη στην τάξη. Το ⁴⁰ Κ είναι το ραδιοϊσότοπο με τη μεγαλύτερη αφθονία στο σώμα μας. Στα υγιή ζώα και στους ανθρώπους, το ⁴⁰ Κ αντιπροσωπεύει τη μεγαλύτερη πηγή ραδιενέργειας, μεγαλύτερη από τον ¹⁴C. Σε έναν άνθρωπο με βάρος 70kg, περίπου 4.400 πυρήνες από ⁴⁰ Κ διασπώνται ανά κάθε δευτερόλεπτο.

Μια μπανάνα περιέχει φυσική ραδιενέργεια με τη μορφή καλίου-40.

Κάνει επίσης τις μπανάνες ελαφρώς ραδιενεργές, οδηγώντας στην άτυπη ισοδύναμη δόση μπανάνας (BED: Banana equivalent dose) για τη μέτρηση της έκθεσης στην ακτινοβολία. Η έκθεση στην ακτινοβολία από την κατανάλωση μιας μπανάνας είναι περίπου 1% της μέσης ημερήσιας έκθεσης σε ακτινοβολία, η οποία είναι 100 ισοδύναμες δόσεις μπανάνας (BED). Η μέγιστη επιτρεπόμενη διαρροή ακτινοβολίας για έναν πυρηνικό σταθμό ηλεκτροπαραγωγής ισοδυναμεί με 2.500 BED (250 μSv) ετησίως, ενώ μια αξονική τομογραφία παρέχει 70.000 BED (7 mSv). Η θανατηφόρα δόση ακτινοβολίας είναι περίπου 35.000.000 BED (3500 mSv). Γι' αυτό αν σας κεράσουν 35 εκατομμύρια μπανάνες μην το θεωρήσετε φιλική κίνηση.

Πηγές

Από την Wikipedia, the free encyclopedia : Potassium , Κάλιο  , Saltwater_soap , Banana_equivalent_dose
από τη RSC:  www.rsc.org : potassium

από το : Compound Chem : Potassium

Εικόνες

By Unknown - http://images-of-elements.com/potassium.php, CC BY 1.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=15154824

Κοινό Κτήμα, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=314138
By LadyofHats Mariana Ruiz Villarreal - Own work. Image renamed from Image:Sodium-Potassium_pump.svg, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=3981038
By Evan-Amos - Own work, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=19231740

< 18-Ar Αργόν                     Όλος ο Περιοδικός Πίνακας                     20-Ca Ασβέστιο >