POTASSIO
POTASSIO
Metallo alcalino; simbolo K, numero atomico 19; p. at. 39,104; isotopi: K39 e K11.
Stato naturale. - Il potassio si trova allo stato salino nei depositi di Stassfurt. Piccole quantità di nitrato si trovano in India, Egitto, Persia, Ungheria, Italia. Il cloruro si trova nelle acque del mare in proporzioni variabili da gr. 0,5 a gr. 0,7 per litro. Il potassio si trova specialmente in minerali terrestri come feldspati, miche, leuciti, allumiti, ecc., che contengono da 5 a 12% di K2O.
Mentre il sodio abbonda nelle ceneri di animali, il potassio è in generale in quantità notevoli nelle ceneri di piante. Particolarmente ricche sono le ceneri di tabacco, di patata, di barbabietola, ecc.
Per l'estrazione del potassio e dei suoi sali sono sfruttate specialmente le saline di Stassfurt e anche quelle dell'Alsazia. Attualmente si sta concretando l'estrazione del potassio marino dalle acque madri delle saline. I principali minerali di Stassfurt sono la silvina KCl, la douglasite 2KCl • FeCl2, la carnallite MgCl2 • KCl • 6H2O, la leonite MgSO4 • K2SO4 • 6H2O la schönite MgSO4 • K2SO4 • 4H2O, la kainite MgSO4 • KCl • 3H2O, la polialite MgSO4 • K2SO4 • 2CaSO4 • 2H2O, ecc. Questi minerali rappresentano il residuo dell'evaporazione di bacini marini. Quando questi evaporano si deposita anzitutto cloruro sodico (salgemma), poi una miscela di questo e di solfato magnesiaco, poi di cloruro sodico e leonite.
Preparazione. - Per via termica si può ottenere il potassio arroventando una miscela di carbonato e carbone
ovvero di potassa e ferro. Oggi però si ottiene esclusivamente dall'idrato potassico fuso in un recipiente di ferro, seguendo il procedimento Castner, di cui la figura mostra il dispositivo. H è il catodo, F l'anodo, in A v'è la massa fusa dell'idrato. Il catodo è di ferro, circondato da un cilindro di magnesio: è bene operare alla più bassa temperatura possibile.
Proprietà fisiche. - Il potassio è un metallo solido a temperatura ordinaria, bianco argenteo con tonalità violacee, di struttura ottaedrica. All'aria umida la superficie s'opaca rapidamente. Il peso specifico è 0,859. A 20° è molle come la cera, a 25° semifluido, a 63°,5 fonde. Volatizza al rosso scuro dando vapori violetti. La densità di vapore, un po' sopra 1000°, è 40-45, corrispondente alla molecola monoatomica.
Il calore specifico è 0,1568 fra − 191° e − 80°; 0,186 a temperatura ordinaria; 0,2245 a 157°. Il coefficiente di dilatazione è 0,000287; il calore latente di fusione 14,67. L'entropia a 25° è 19,7.
La conducibilità elettrica a 0° è 14,30 × 104; la suscettività magnetica 0,51 • 10-6; il potenziale elettrolitico − 3,2 volta. L'effetto fotoelettrico (λ in μμ) è 440. L'indice di rifrazione è Rc = 7,75; R∞ = 7,40. Polarizza parzialmente la luce per riflessione. I sali volatili di potassio colorano la fiamma in violetto; lo spettro ha gruppi di linee caratteristiche nel campo rosso (7697, 7663 Å), giallo (5831, 5805, 5785), verde (5543), violetto (4045).
Il potassio è debolmente radioattivo; la radioattività pare dovuta particolarmente all'isotopo 41.
Proprietà chimiche. - Il potassio ha le proprietà chimiche generali che caratterizzano i metalli alcalini; è monovalente. Ha forte carattere elettropositivo; molto ossidabile con formazione di perossidi: non è attaccato dall'ossigeno secco. L'idrato, il carbonato, la maggior parte dei suoi sali sono solubili. A 300° si combina abbastanza rapidamente con l'idrogeno formando l'idruro KH. Ha forte affinità per gli alogeni: brucia in F e Cl a temperatura ordinaria. Reagisce violentemente con l'acqua formando KOH e idrogeno che s'infiamma; meno violentemente con gli alcoli dando alcoolati. Col mercurio forma un'amalgama che reagisce meno rapidamente con l'acqua. L'azoto non si combina direttamente col potassio; invece P, As e Sb reagiscono, dando miscele non ben definite di composti. Reagiscono pure S e Se. Il B, Si, C non reagiscono direttamente col potassio.
Proprietà fisiologiche. - Mentre il sodio è necessario alla vita degli animali, il potassio è fra i componenti minerali più necessarî alle piante. I sali potassici a forti dosi hanno azione tossica sugli animali; provocano inerzia muscolare e rallentano il cuore.
Reazioni caratteristiche e analisi. - Qualitativamente i sali di potassio si riconoscono dalla colorazione violetta che impartiscono alla fiamma o meglio dallo spettro d'emissione. Per la ricerca qualitativa e quantitativa si può approfittare della scarsa solubilità di alcuni sali come il cloroplatinato K2PtCl4, il fluosilicato K2SiF6, il nitrito cobaltipotassico K3Co(NO2)6. Poco solubili sono anche il perclorato, il picrato, il tartrato acido. La solubilità di questi sali è in generale ancora diminuita dall'aggiunta di alcool.
Se non sono presenti altri metalli alcalini il potassio si può pesare come K2SO4 o KCl; se è presente solo sodio si può indirettamente desumere la quantità di K dal peso di KCl + NaCl e da quello del cloro totale.
Usi. - Scarsi e limitati sono gli usi del potassio metallico: ha impiego nelle cellule fotoelettriche e per la preparazione dell'oxylite. I sali (specie KCl, K2SO4, KNO3) s'usano come fertilizzanti e sono specialmente utili per la coltura del tabacco, delle patate da alcool, barbabietole da zucchero, viti, ecc. Alcuni come KBr e KI si usano in farmacia, KClO3 ha applicazioni pirotecniche, K2CO3 per la preparazione di vetri potassici, ecc.
Principali composti del potassio. - Fra i più importanti composti del potassio ricordiamo i seguenti:
Ossidi. - L'ossido normale K2O è di difficile preparazione. Esso si può ottenere dai componenti in rapporti stechiometrici e con l'ossigeno alla pressione di 1 cm. È solido, giallastro, deliquescente: con l'acqua dà KOH. Quando s'ossida in condizioni ordinarie, il potassio forma prevalentemente i perossidi K2O2, K2O4. La potassa caustica KOH è una sostanza solida, bianca, dura, fragile (per le proprietà e la preparazione industriale di questo composto v. potassa: idrato di potassio).
Composti con gli alogeni. - Il fluoruro KF s'ottiene riscaldando il fluoridrato KF • HF, il quale alla sua volta s'ottiene saturando K2CO3, con HF. Il fluoruro è deliquescente, solubile in acqua, ha azione corrosiva sul vetro.
Il cloruro KCl s'ottiene purificando per cristallizzazione la sihina. È un sale incoloro, cristallizzato in cubi, di densità 1,99. Scaldato decrepita per l'acqua d'interposizione. A 0° la sua solubilità in acqua è 28%: a 100° circa il doppio, a differenza di NaCl che ha quasi la stessa solubilità a freddo e a caldo. Il bromuro KBr è pure cristallizzato in cubi: ha la densità 2,415; è più solubile del cloruro.
L'ioduro KI (che si prepara da I e KOH o BaI2 + K2CO3) è cristallizzato in cubì; ha la densità 3,05. È solubilissimo in acqua.
L'ipoclorito KClO è noto solo in soluzione: questa costituisce l'acqua di Javel, noto decolorante antisettico. S'ottiene da Cl e KOH a freddo, ovvero da cloruro di calce e K2CO3. Il clorato KClO3 s'ottiene da Cl e KOH a caldo. Non è molto solubile nell'acqua fredda, solubilissimo nella calda. Per riscaldamento moderato dà prima KClO4 e ossigeno; per ulteriore riscaldamento il perclorato KClO4 si decompone in cloruro e ossigeno. Il clorato potassico è un ossidante energico specie a secco. Misto a sostanze infiammabili (C, S, sostanze organiche) dà luogo a esplosivi. Con H2SO4 conc. dà ClO2. Il perclorato KClO4 è più stabile del clorato, poco solubile in acqua. Si trova nel nitro greggio del Cile. Proprietà analoghe hanno i composti corrispondenti con Br o I.
Carbonato (K3CO3). - v. potassa: Carbonato di potassio.
Composti con lo zolfo. - Il solfuro K2S, il solfidrato KHS. i polisolfuri K2S2, K2S3, K2S4, K2S5 che s'ottengono per azione, in particolari condizioni, di H2S o S su KOH o K2CO3, sono suscettibili di varie applicazioni. Difficilmente si possono avere questi composti allo stato puro.
Il solfito potassico K2SO3 s'ottiene saturando KOH con SO2 in modo da ottenere il bisolfito KHSO3 e poi aggiungendo a questo una quantità equivalente di KOH.
È una sostanza bianca, cristallina, deliquescente. Il solfato K2SO4 può ottenersi da ceneri di piante o dai sali di Stassfurt. È un sale anidro, cristallizzato in prismi rombici.
È solubile in acqua (10% a 0°, 26% a 100°), insolubile in alcool.
Nitrato. - È un sale anidro, dimorfo (romboedrico e ortorombico): s'ottiene per doppio scambio da KCl + NaNO3; si prepara anche attaccando la leucite con acido nitrico. Fonde a 338°; la sua solubilità in acqua cresce fortemente con la temperatura. È insolubile in alcool; solubile in glicerina.
Sali varî. - Per quei sali di potassio come il permanganato KMnO4, cromato K2CrO4, bicromato K2Cr2O7, ecc. le cui proprietà più tipiche dipendono dall'anione, v. manganese; cromo, ecc.
Farmacologia. - Lo ione potassio ha grande importanza fisiologica per la sua azione specifica sul cuore, in antagonismo con lo ione Ca. Viene considerato come il regolatore della funzione cardiaca e si è voluto attribuirne l'azione alle sue proprietà radioattive (H. Zwaardemaker). Introdotto in circolo in quantità superiore alla norma, lo ione potassio produce fenomeni di paralisi che vengono tolti dal calcio, lede i reni e danneggia il cuore. Fra i sali di potassio (a esclusione dei bromuri e ioduri in cui prevale l'azione farmacologica dei bromo- e iodio-ioni) si può rammentare il clorato, tossico alla dose di 10 gr., mortale a dosi superiori (15-25 gr.). In soluzione al 5% si usa come disinfettante per gargarismi; per uso interno in pastiglie (di 10 cgr. per ciascuna). Negli avvelenamenti si manifestano nausea, vomito, nefrite e formazione nel sangue di metaemoglobina. Il nitrato, adoperato in passato largamente nei processi febbrili acuti, può dare pure grave intossicazione; piccole dosi per prolungato uso producono tendenza all'emorragia, edema e degenerazione grassa del cuore. Alla dose di 0,5 gr. o più ha azione diuretica, ma è caduto in disuso. Lo stesso può dirsi dell'acetato e del citrato.
Più adoperati sono, come catartici, il tartrato di potassio e sodio e il tartrato acido di potassio.
La Farmacopea italiana registra l'acetato di potassio, CH3COOK (Kalium aceticum; masse irregolari fogliacee o polvere cristallina bianca issai deliquescente) usato come reattivo e in terapia veterinaria come diuretico; la soluzione di arsenito potassico o liquore arsenicale del Fov.ler (v. arsenico); il bicarbonato di potassio, KHCO3 (Kalium bicarbonicum; cristalli incolori, trasparenti, solubili in quattro parti di acqua) che serve per preparare la soluzione di arsenito di potassio; il bicromato di potassio K2Cr2O7 (Kalium dichromicum, cristalli rosso aranciati inodori, solubili in 10 parti di acqua) serve come reagente; il borotartrato di potassio, o tartrato borico-potassico o cremore di tartaro solubile (Tartarus boraxatus, scagliette amorfe, madreperlacee, inodore, acidule, solubilissime in acqua), serve per preparare la cosiddetta "acqua imperiale" (aqua imperialis: tartrato borico-potassico parti 10, zucchero 30, acqua 500), ha azione diuretica e lassativa; il bromuro di potassio, KBr (Kalium bromatum, cristalli cubici, bianchi, inodori, v. bromo); il carbonato di potassio, K2CO3 (Kalium carbonicum, polvere amorfa, bianca, inodore, deliquescente) adoperato per uso esterno e per la preparazione del solfuro di potassio e dell'unguento alcalino con zolfo; il clorato di potassio KClO, (Kalium chloricum, tavolette monocline, bianche, splendenti, inodore, solubili in 16 parti di acqua fredda), serve per la preparazione dell'ossigeno e la confezione delle pastiglie di clorato potassico; il cloruro di potassio, KCl (Kalium chloratum, polvere cristallina bianca solubile in tre parti di acqua); il cromato, il ferricianuro e il ferrocianuro di potassio, usati come reattivi; il guaiacolsolfonato di potassio o solfoguaiacolato di potassio o tiocolo, C6H2OH • OCH3 • SO2K (Kalium sulfoguajacolicum, polvere cristallina, incolore, inodore, molto solubile in acqua), serve, specialmente in forma di sciroppo, nelle affezioni broncopolmonari; l'idrato di potassio KOH o potassa caustica (Kalium hydricum) serve per la preparazione dell'idrato di potassio con calce e del sapone di potassa; l'idrato di potassio con calce, o caustico di Vienna (Kalium hydricum cum calce: idrato potassico 5, ossido di calcio 6); lo sciroppo di iodomercurato potassico o sciroppo del Gibert (v. mercurio); lo ioduro potassico, KI (Kalium jodatum); il nitrato potassico, o nitro, o salnitro, KNO3 (Kalium nitricum; v. nitro); il permanganato di potassio KMnO4 (Kalium permanganicum; v. manganese); il polisolfuro di potassio o solfuro di potassio, o fegato di zolfo (Kalium sulfuratum crudum; solfo sublimato p. i fuso con due parti di carbonato di potassio: miscela di pentasolfuro e trisolfuro di potassio con iposolfito e solfato di potassio), è usato nella terapia dermatologica e come parassiticida; il silicato di potassio liquido o vetro solubile K2Si2O3 (Kalium silicicum solutum, liquido chiaro, sciropposo, untuoso al tatto, di colore gialliccio, solubile in acqua) serve per la preparazione di apparecchi inamovibili; il tartrato acido di potassio o bitartrato di potassa o tartrato monopotassico o cremore di tartaro
(tartarus depuratus: cristalli rombici o polvere cristallina bianca, inodora, acidula, solubile in 220 parti di acqua a 15°), usato in soluzione come bibita rinfrescante e come lassativo; il tartrato di potassio neutro, o tartaro solubile, o tartaro bipotassico
(Kalium tartarisatum; cristalli monoclini o polvere cristallina bianca, inodora, amarognola, solubile in 0,75 parti di acqua a 15°), diuretico e lassativo; il solfato di alluminio e di potassio, o allume, allume di rocca AlK(SO4)2 • 12H2O (Alumen; v. allume); il solfato di alluminio e di potassio usto o allume calcinato o allume usto (Alumen ustum); il tartrato di antimonio e di potassio o tartaro stibiato o tartaro emetico K(SbO)C4H4O6 • 1/6H2O (tartarus stibiatus: ottaedri rombici o polvere cristallina bianca, inodora, alquanto efflorescente, solubile in 17 parti di acqua fredda), lassativo disusato, serve a preparare l'unguento stibiato o unguento di antimonio e di potassio (Unguentum tartari stibiati: tartrato di antimonio e di potassio gr. 20, lanolina o vaselina gr. 80); il tartrato ferrico-potassico o tartrato di potassa e ferro, K(FeO)C4H4O6 (Tartarus ferratus, squamette amorfe, bruno-rossastre, inodore, di sapore dolcigno, stittico, solubile in 5 parti di acqua) serve per la preparazione della mistura antimalarica e dello sciroppo iodoferrato; il tartrato sodicopotassico, o tartrato di soda e di potassa o sale di Seignette,
(Tartarus natronatus, prismi rombici, incolori, inodori, di sapore salato, amarognolo, solubili in parti 1,4 di acqua fredda), purgante e diuretico, serve per la preparazione della polvere di Seidlitz.