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Potasio

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Nombre, símbolo, Z:	Potasio, K, 19
Serie química:	Metales alcalinos
Grupo, periodo, bloque:	1, 4 , s
Configuración electrónica:	[Ar] 4s¹

Propiedades atómicas

Masa atómica:

39,0983 uma

Radio atómico:

243 pm

- Medio †

220 pm

- Covalente

196 pm

- De Van der Waals

275 pm

Nº de oxidación (óxido):

1 (base fuerte)

Electronegatividad:

0,82 (Pauling)

Potencial de ionización:

418,8 kJ/mol

- 2.º = 3052
- 3.º = 4420
- 4.º = 5877

- 5.º = 7975
- 6.º = 9590
- 7.º = 11343

- 8.º = 14944
- 9.º = 16963,7
- 10.º = 48610

† Calculado a partir de distintas longitudes de enlace covalente, metálico o iónico.

Propiedades físicas
Estado:	Sólido
Estructura cristalina:	Cúbica centrada en el cuerpo
Color:	Blanco plateado
Densidad:	856 (kg/m³)
Dureza:	0,4 (Mohs)
Conductividad eléctrica:	13,9×10⁶ S/m
Conductividad térmica:	102,4 W/(m·K)
Calor específico:	757 J/kg·K
Punto de fusión:	336,53 K
Entalpía de fusión:	2,334 kJ/mol
Punto de ebullición:	1032 K
Entalpía de vaporización:	79,87 kJ/mol
Presión de vapor:	1,06×10^-4 Pa a 336,5 K
Velocidad del sonido:	2000 m/s a 293,15 K

Isótopos más estables

iso.	AN (%)	Vida media	MD	ED (MeV)	PD
³⁹K	93,26	El K es estable con 20 neutrones
⁴⁰K	0,012	1,277×10⁹ a	β^-	1,311	⁴⁰Ca
⁴⁰K	0,012	1,277×10⁹ a	ε	1,505	⁴⁰Ar
⁴¹K	6,73	El K es estable con 22 neutrones

Valores en el SI y en condiciones normales (0 ºC y 1 atm), salvo indicación en contra.

El potasio es un elemento químico de la tabla periódica cuyo símbolo es K (kalium) y cuyo número atómico es 19. Es un metal alcalino, blanco-plateado que abunda en la naturaleza, en los elementos relacionados con el agua salada y otros minerales. Se oxida rapidamente en el aire, es muy reactivo, especialmente en agua, y se parece químicamente al sodio. Es un elemento químico esencial.

Caracterísiticas principales

Es el segundo metal más ligero; es un sólido blando que se corta con facilidad con un cuchillo, tiene un punto de fusión muy bajo, arde con llama violeta y presenta un color plateado en las superficies no expuestas al aire ya que si no se oxida con rapidez, lo que obliga a almacenarlo recubierto de aceite.

Al igual que otros metales alcalinos reacciona violentamente con el agua desprendiendo hidrógeno, incluso puede inflamarse espontáneamente en presencia de agua.

Aplicaciones

El potasio metal se usa en células fotoeléctricas.
El cloruro y el nitrato se emplean como fertilizantes.
El peróxido de potasio se usa en aparatos de respiración autónomos de bomberos y mineros.
El nitrato se usa en la fabricación de pólvora y el cromato y dicromato en pirotecnia.
El carbonato potásico se emplea en la fabricación de cristales.
La aleación NaK, una aleación de sodio y potasio, es un material empleado para la transferencia de calor.
El cloruro de potasio se utiliza para provocar un paro cardíaco en las ejecuciones con inyección letal.

Otras sales de potasio importantes son el bromuro, cianuro, potasio, yoduro, y el sulfato.

Papel biológico

El ión K⁺ está presente en los extremos de los cromosomas (en los telómeros) estabilizando la estructura. Asimismo, el ión hexahidratado (al igual que el correspondiente ión de magnesio) estabiliza la estructura del ADN y del ARN compensando la carga negativa de los grupos fosfato.

La bomba de sodio es un mecanismo por el cual se consiguen las concentraciones requeridas de iones K⁺ y Na⁺ dentro y fuera de la célula —concentraciones de iones K⁺ más altas dentro de la célula que en el exterior— para posibilitar la transimisión del impulso nervioso.

El descenso del nivel de potasio en sangre provoca hipopotasemia. Hortalizas (remolacha, colifror) y frutas (especialmente las de hueso como el albaricoque, cereza, ciruela, melocotón, etc.) son alimentos ricos en potasio.

Es un elemento esencial también para el crecimiento de las plantas —es uno de los tres que consumen en mayor cantidad— ya que el ión potasio, que se encuentra en la mayoría de los tipos de suelo, interviene en la respiración.

Historia

El potasio, del latín científico potassium, y éste del neerlandés pottasche, ceniza de pote, nombre con que lo bautizó Humphry Davy al descubrirlo en 1807 fue el primer elemento metálico aislado por electrolisis, en su caso de la potasa (KOH), compuesto de cuyo nombre latino, Kalĭum, proviene el símbolo químico del potasio.

El propio Davy hacía el siguiente relato de su descubrimiento ante la Real Sociedad de Londres el 19 de noviembre de 1807: «Coloqué un pequeño fragmento de potasa sobre un disco aislado de platino que comunicaba con el lado negativo de una batería eléctrica de 250 placas de cobre y zinc en plena actividad. Un hilo de platino que comunicaba con el lado positivo fue puesto en contacto con la cara superior de la potasa. Todo el aparato funcionaba al aire libre. En estas circunstancias se manifestó una actividad muy viva; la potasa empezó a fundirse en sus dos puntos de electrización. Hubo en la cara superior (positiva) una viva efervescencia, determinada por el desprendimiento de un fluido elástico; en la cara inferior (negativa) no se desprendía ningún fluido elástico, pero aparecieron pequeños glóbulos de vivo brillo metálico completamente semejantes a los glóbulos de mercurio. Algunos de estos glóbulos, a medida que se formaban, ardían con explosión y llama brillante; otros perdían poco a poco su brillo y se cubrían finalmente de una costra blanca. Estos glóbulos formaban la sustancia que yo buscaba; era un principio combustible particular, era la base de la potasa: el potasio.»

La importancia del descubrimiento radica en que confirmó la hipótesis de Antoine Lavoisier de que si la sosa y la potasa reaccionaban con los ácidos de igual modo que los óxidos de plomo y plata era porque estaban formados de la combinación de un metal con el oxígeno, extremo que se confirmó al aislar el potasio y tan sólo una semana después el sodio por electrólisis de la sosa. Además, la obtención del potasio permitió el descubrimiento de otros elementos, ya que dada su gran reactividad es capaz de descomponer óxidos para robarles el oxígeno; de este modo pudieron aislarse el silicio, el boro y el aluminio.

Abundancia y obtención

El potasio constituye del orden del 2,4% en peso de la corteza terrestre siendo el séptimo más abundante. Debido a su insolubilidad es muy difícil obtener el metal puro a partir de sus minerales. Aun así, en antiguos lechos marinos y de lagos existen gandes depósitos de minerales de potasio (carnalita, langbeinita, polihalita y silvina) en los que la extracción del metal y sus sales es económicamente viable.

La principal mena de potasio es la potasa que se extrae en California, Alemania, Nuevo México, Utah y otros lugares. En Saskatchewan hay grandes depósitos de potasa a 900 m de profundidad que en el futuro pueden convertirse en fuentes importantes de potasio y sales de potasio.

Los océanos también pueden ser proveedores de potasio, pero en un volumen cualquiera de agua salada, la cantidad de potasio presente es mucho menor que la de sodio, disminuyendo el rendimiento económico de la operación.

Gay-Lussac y Thenard utilizaron en 1808 un método consistente en fundir la potasa y hacerla atravesar hierro calentado al blanco para obtener el potasio, método que se empleó hasta 1823, año en que Brunner obtuvo el metal calentando al rojo vivo una mezcla de carbonato potásico y carbón. Ambos métodos tenían un rendimiento muy deficiente, hasta que Sainte-Claire Deville descubrió que el método de Brunner mejoraba utilizando en la mezcla carbonato cálcico. En la actualidad el metal se obtiene por electrolisis de su hidróxido en un proceso que ha sufrido tan sólo pequeñas modificaciones desde la época de Davy.

Isótopos

Se conocen diecisiete isótopos de potasio, tres de ellos naturales K-39 (93,3%), K-40 (0,01%) y K-41 (6,7%); el K-40, con una vida media de 1,25E9 años, decae a Ar-40 (11,2%) y Ca-40 (88,8%).

La desintegración del K-40 en Ar-40 se emplea como método para la datación de rocas. El método K-Ar convencional se basa en la hipótesis de que las rocas no contenían argón cuando se formaron y que el formado no escapó de ellas si no que fue retenido de modo que el presente proviene completa y exclusivamente de la desintegración del potasio original. La medición de la cantidad de potasio y Ar-40 y aplicación de este procedimiento de datación es adecuado para determinar la edad de minerales como el feldespato volcánico, moscovita, biotita y hornblenda y en general las muestras de rocas volcánicas e intrusivas que no han sufrido alteración.

Más allá de la datación, los isótopos de potasio se han utilizado mucho en estudios del clima, así como en estudios sobre el ciclo de los nutrientes por ser un macro-nutriente requerido para la vida.

El isótopo K-40 está presente en el calcio natural en cantidad suficiente como para que los sacos de compuestos de potasio comercial puedan emplearse en las demostraciones escolares como fuente radiactiva.

Precauciones

El potasio sólido reacciona violentamente con el agua, más incluso que el sodio, por lo que se ha de conservar inmerso en un líquido apropiado como aceite, parafina o queroseno.