Utilisation du potassium et de ses composés. Le potassium est un métal d'une grande importance biogénique. Interaction avec les autres

Le potassium est un élément intéressant et controversé. Il est impliqué dans de nombreux processus vitaux du corps et est activement utilisé en médecine, en galvanoplastie, en électronique et agriculture. Cela fait partie d'un poison connu depuis l'Antiquité - cyanure de potassium(acide cyanhydrique). Ce métal est considéré comme courant, mais les médecins disent qu'une personne sur cinq est déficiente en oligo-élément. Le potassium ne peut pas être trouvé à l’état libre dans la nature, mais uniquement en combinaison avec d’autres substances. Selon les estimations moyennes, 2,4 % de notre planète est constituée de potassium.

Caractéristiques générales du potassium

Dans le tableau périodique, le potassium occupe la 19ème position et est désigné par le symbole K. C'est un métal alcalin doux et très actif. Sur Terre, le potassium se trouve dans d’autres minéraux (mica, kainite, feldspath, etc.) et dans des sels. En termes de prévalence, il se classe au 5ème rang parmi les métaux et au 7ème parmi les éléments chimiques. Les gisements de potassium sont situés au Canada, en Biélorussie et en Russie.

Selon leur propre propriétés chimiques le potassium ressemble au sodium, mais est plus actif. Les gens connaissaient certaines propriétés du potassium dès le 20e siècle. Il était utilisé comme engrais et la potasse (une composition de sulfate et de chlorure de potassium, de carbonate et de soude) était considérée comme un excellent détergent. Pour l'obtenir, du bois ou de la paille était brûlé, puis mélangé à de l'eau et évaporé.

Potassium comme élément séparé a été isolé en 1807 par le chimiste anglais Humphry Davy, qui a mené des expériences avec le potassium caustique. Lors de l’électrolyse, un métal a été libéré et le chimiste l’a nommé potassium. En 1809, le nom fut changé à l'initiative de L.V. Gilterta. Il a suggéré le nom « potassium » (du mot arabe « al-kali », c'est-à-dire « potasse »).

Le potassium fond facilement et s'oxyde rapidement lorsqu'il est exposé à l'oxygène. Forme originale– du métal avec structure en cristal, peint en blanc argenté. En brûlant, les flammes deviennent rose pourpre. Lorsqu'il réagit avec l'eau, un incendie ou une explosion se produit, il est chimiquement actif et est considéré comme un agent réducteur puissant. A besoin conditions spéciales stockage Le plus souvent, du potassium pur est versé avec une couche de kérosène. Sous cette forme, il peut rester debout sans perdre ses propriétés.

Le potassium est activement utilisé en agriculture pour la production d'engrais (avec le phosphore et l'azote). Lorsqu’elle est déficiente, la photosynthèse est perturbée chez les plantes et les feuilles meurent. Les sels de potassium sont activement utilisés en électronique. Les alliages liquides sont utilisés dans les centrales nucléaires et comme réfrigérants pour systèmes fermés. L'alliage de potassium, de césium et de sodium a le point de fusion le plus bas - 78 degrés Celsius.

Le potassium pénètre dans le corps humain avec la nourriture et l'eau. L'absorption du métal se produit dans les intestins et est excrété dans l'urine. Il ne s’accumule pas dans le corps, il est donc constamment nécessaire.

Avantages du potassium pour le corps humain

Le rôle du potassium dans le corps humain est :

• Améliore l'échange d'oxygène, augmente l'activité cérébrale.
• La consommation régulière d'aliments contenant du potassium est une excellente prévention des maladies du système cardio-vasculaire. Le potassium réduit la pression artérielle et normalise la fréquence cardiaque, renforce les vaisseaux sanguins.
• A un effet bénéfique sur tissu musculaire. Le potassium aide à maintenir le tonus musculaire et à récupérer après un exercice intense. Empêche l'apparition douleur douloureuse et des convulsions.
• Participe au traitement du glucose, fournit abréviation correcte fibre musculaire.
• Maintient l’équilibre hydrique et la pression intracellulaire. Il fait partie de tous les fluides du corps humain.
• Améliore les fonctions du système urinaire, prévient le dépôt de déchets et la stagnation des liquides.
• Fonctionne en étroite collaboration avec le magnésium, aidant à maintenir sa concentration optimale (le magnésium est extrêmement important pour protéger le cœur).
• Normalise l'équilibre énergétique du corps.
• Activement utilisé pour traiter les maladies système nerveux: stabilise l'état, aide à éviter la dépression et les pannes. Soulage le syndrome de fatigue.
• Renforce les os. Pour leur santé, ils ont besoin non seulement de calcium et de fluor, mais également de minéraux, dont le potassium. Ce macronutriment protège contre l’apparition de l’ostéoporose.
• Améliore les processus métaboliques. Le potassium aide le corps à décomposer et à absorber certains éléments. Si vous suivez un régime et que vous ne perdez pas de poids, assurez-vous de consommer suffisamment de potassium dans votre alimentation.

Principales sources de potassium

Les sources de potassium sont classiquement divisées en quatre groupes :

• Faible teneur (jusqu'à 100 mg pour 100 grammes de produit).
• Niveau moyen (teneur 150-250 mg pour 100g).
• Teneur élevée (250-390 mg).
• Très saturé (environ 400 mg).

Sources végétales de potassium (tableau 1) :

• Fruits secs.
• Céréales (sarrasin, avoine, millet).
• Légumes (tomates, betteraves, carottes, potiron, épinards, concombres, laitue, radis, courgettes, choux).
• Légumineuses (soja, pois, haricots).
• Baies (airelles, raisins, groseilles, canneberges, mûres, viorne, myrtilles).
• Fruits (bananes, agrumes, pommes, melon, abricots, etc.).
• Noix (amandes, cacahuètes, pin, noisettes).
• Champignons (cèpes, champignons, girolles, cèpes, etc.).

Sources animales de potassium (tableau 1) :

• Poissons (morue, thon, maquereau...), fruits de mer.
• Produits laitiers (kéfir, lait, fromage à pâte dure, fromage cottage, beurre).
• Foie.
• Volaille, bœuf, agneau.
• Œufs.

Tableau 1. Teneur en potassium des aliments

Conseil d'Expert. Le potassium s'évapore facilement des aliments lorsque hautes températures et l'interaction avec les liquides. La carence en potassium culmine en hiver lorsque les gens consomment Quantité limitée légumes frais et des fruits

• Traitement thermique minimal.
• Préparez la nourriture dans petite quantité eau.
• Mangez plus de fruits et légumes frais.
• Idéalement, les plats doivent être cuits, pas trop cuits ni mijotés pendant longtemps.

Recette de mélange de potassium. Vous aurez besoin de 300 g d'abricots secs, de raisins secs, de pruneaux, de figues, 1 tasse de noix, 1 tasse de miel (de préférence frais), 2 citrons. Broyez les citrons dans un hachoir à viande, hachez finement les noix. Mélanger avec des fruits secs et du miel, conserver dans un endroit frais et sombre. Mangez une cuillère à café bien remplie trois fois par jour 1,5 heure après les repas. La norme de potassium pour l'homme est donnée dans le tableau 2.

Tableau 2. Norme quotidienne potassium

Interaction avec d'autres éléments

Ce qu’il faut savoir sur le potassium :

• Se combine bien avec le sodium et le magnésium. Le potassium favorise l'absorption du magnésium et l'excrétion du sodium.
• Elle est mieux absorbée si vous prenez en même temps de la vitamine B6.
• L'absorption du potassium est empêchée par les boissons contenant de l'alcool, la caféine et le sucre.
• Certains médicaments, le triamtérène, le sulfaméthoxazole, ainsi que les inhibiteurs et les sels contenant du potassium, peuvent augmenter artificiellement le potassium dans le sang.
• Le sel de table consommé à fortes doses peut provoquer une carence en potassium.
• Certains médicaments pour le cœur et diurétiques éliminent le potassium du corps.
• Le rubidium, le césium et le thallium sont considérés comme des antagonistes et peuvent également déplacer le potassium de l'organisme.

Carence et excès de potassium dans l’organisme

La carence en potassium est courante et il y a plusieurs raisons à cela :

• Alimentation déséquilibrée.
• Troubles des processus métaboliques dans le corps.
• Maladies des organes digestifs, des reins.
• Déshydratation du corps due à des médicaments, à un empoisonnement, etc.
• Surcharge du système nerveux.
• Apport excessif de micro et macroéléments dans l'organisme, déplaçant le potassium.
• Abus de café, d'alcool et de sucreries.

La carence en potassium se manifeste de la manière suivante :

• L'immunité diminue.
• On a l'impression fatigue constante et des crampes musculaires fréquentes.
• Épuisement chronique.
• Urination fréquente.
• Détérioration de l'état des cheveux, de la peau (devient sèche) et des ongles.
• Hypertension.
• Augmentation de la fréquence cardiaque et de la respiration.
• L'apparition d'ulcères et d'érosions sur les muqueuses.
• Maladies du système reproducteur.
• Gonflement des membres et du visage.
• Problèmes de selles.

Chez la femme enceinte, une carence en potassium s'accompagne de nausées, d'une faiblesse musculaire et d'une toxicose persistante.

À l’avenir, l’hypokaliémie peut entraîner une arythmie et une perturbation de l’équilibre acido-basique du corps. Le risque de développer un diabète et une maladie cardiaque augmente.

Si des symptômes alarmants apparaissent, contactez un spécialiste. Tests simples et un cardiogramme suffit souvent pour poser un diagnostic. Ne vous soignez pas vous-même

Un excès de potassium dans l'organisme peut apparaître dans les cas suivants :

• Abus de médicaments contenant du potassium.
• Suivre un régime contenant des aliments riches en potassium.
• Violation des processus métaboliques.
• Carence en insuline.
• Insuffisance rénale.
• Modifications des niveaux hormonaux (en particulier du système sympatho-surrénalien).

Une dose unique de 6 g de potassium peut perturber les fonctions de base corps, 14 g sont considérés dose létale. Vous devez donc aborder le choix des produits et des médicaments de manière responsable. Si la concentration de potassium dans le sang dépasse 5 mmol/l, on peut parler d’hyperkaliémie.

Symptômes de l'hyperkaliémie :

• Augmentation de l'excitabilité, de l'anxiété, de l'état nerveux.
• Transpiration accrue.
  Tremblements musculaires, convulsions et, dans les cas graves, paralysie.
• Arythmie.
• Coliques dans l'estomac et les intestins.
• Augmentation du taux de sucre dans le sang.
• Augmentation du débit urinaire.

Une surdose grave de potassium peut altérer la fonction cardiaque. Le potassium se dépose dans les ligaments, provoquant des crampes musculaires et une paralysie à court terme. Le risque de développer une lithiase urinaire et un diabète augmente.

Préparations à base de potassium

Les préparations de potassium sont disponibles sous les formes suivantes :

• Solutions et comprimés solubles.
• Capsules.
• Des comprimés enrobés.

Les médicaments les plus courants :

• Asparkam. Contient 175 mg d'aspartate de potassium et de magnésium. Il y a 20 à 50 comprimés dans un paquet. Souvent prescrit pour les maladies du système cardiovasculaire.
• Chlorure de potassium. Disponible en comprimés et en ampoules (dosage 40 mg/ml), administrés par voie intraveineuse, appelées injections « chaudes ». Comprimés dosés de 500 à 1500 mg.
• Ionique Kalium. Spray 60 ml, contient des ions potassium. Il est injecté sous la langue et le macroélément est absorbé par la muqueuse sans pénétrer dans le système digestif.
• Orotate de potassium. Contient 500 mg de potassium dans chaque comprimé, 10 à 50 pièces par paquet.
• Panangin. Contient 45,2 mg de potassium et de magnésium en forte concentration. Il existe également une forme Forte - 316 mg de potassium par comprimé.
• Kudesan. Complexe avec potassium et magnésium. Contient 250 mg d'aspartate de magnésium et 450 mg d'aspartate de potassium. Le complexe est enrichi en ubichon, qui améliore le système immunitaire.

A doses moyennes, le potassium est inclus dans les préparations vitaminées : Vitrum (40 mg), Centrus (40 mg), Vitalux (40 mg), TeravitAntistress (80 mg).

À des fins médicinales, des médicaments à concentrations plus élevées sont utilisés : Pamaton, Aspacard, Orocamag, Aspariginate, etc.

Comment prendre des médicaments contenant du potassium :

• Il est recommandé de prendre des comprimés de vitamines et de potassium après les repas.
• Ne mâchez pas les comprimés et les gélules. La forme liquide est le plus souvent injectée sous la langue.
• Prenez les comprimés gros montant eau.
• Ajoutez les médicaments solubles à l'eau ou au jus et buvez par petites gorgées dans les 5 minutes.
• Il n'est pas recommandé d'administrer vous-même le médicament en ampoules.

Tout le monde ne connaît pas les fonctionnalités réactions chimiques avec du potassium. Nous vous suggérons d'en consulter quelques-uns expériences intéressantes avec ce métal dans la vidéo ci-dessous.

POTASSIUM (latin Kalium), K, élément chimique du groupe I forme courte (groupe 1 forme longue) tableau périodique; numéro atomique 19; masse atomique 39.0983 ; fait référence à métaux alcalins. Le potassium naturel se compose de trois isotopes : 39 K (93,2581 %), 40 K (0,0117 % ; faiblement radioactif, T 1/2 1,277 10 9 ans, désintégration β jusqu'à 40 Ca), 41 K (6,7302 %). Des radio-isotopes de numéros de masse 32 à 54 ont été obtenus artificiellement.

Référence historique. Certains composés de potassium étaient connus dans l'Antiquité, par exemple, le carbonate de potassium K 2 CO 3 (appelé alcali végétal) était isolé de la cendre de bois et utilisé dans la fabrication du savon. Le potassium métallique a été obtenu pour la première fois par G. Davy en 1807 par électrolyse de hydroxyde solide KOH et l'appelait potassium (potassium anglais de potasse anglaise - le nom du carbonate de potassium). En 1809, le nom « potassium » (de l'arabe al-kali - potasse) fut proposé. Le nom « potassium » a été conservé en Grande-Bretagne, aux États-Unis, en France et dans d’autres pays. En Russie, depuis 1840, le nom « potassium » est utilisé, également adopté en Allemagne, en Autriche et dans les pays scandinaves.

Prévalence dans la nature. La teneur en potassium de la croûte terrestre est de 2,6 % en poids. Le potassium n’est pas présent à l’état libre dans la nature. DANS quantités importantes le potassium se trouve dans les silicates de néphéline et de leucite, les feldspaths (par exemple l'orthose), les micas (par exemple la muscovite). Propres minéraux de potassium - sylvite, sylvinite, carnallite, kainite, langbeinite K 2 SO 4 ∙2MgSO 4 forment de grandes accumulations de sels de potassium naturels. Sous l'action de l'eau et du dioxyde de carbone, le potassium se transforme en composés solubles, qui sont en partie transportés dans les mers et en partie retenus par le sol. Les sels de potassium se trouvent également dans la saumure des lacs salés et dans les saumures souterraines.

Propriétés. Configuration externe couche électronique atome de potassium 4s 1; dans les composés présente un état d'oxydation de +1 ; les énergies d'ionisation K 0 → K + → K 2+ sont respectivement de 4,3407 et 31,8196 eV ; Électrégativité de Pauling 0,82 ; rayon atomique 220 pm, rayon ionique K + 152 pm ( numéro de coordination 6).

Potassium - blanc argenté métal mou; cellule de cristal corps cubique centré; t fondre 63,38 °C, t bouillir 759 °C, densité 856 kg/m 3 (20 °C) ; capacité thermique 29,60 J/(mol K) à 298 K.

Le potassium peut être pressé et roulé, facilement coupé avec un couteau et conserve sa plasticité lorsqu'il est utilisé. basses températures; Dureté Brinell 0,4 MPa.

Le potassium est un métal à haute activité chimique (le potassium est stocké sous une couche d'essence, de kérosène ou d'huile minérale). À conditions normales le potassium interagit avec l'oxygène (l'oxyde K 2 O se forme, le peroxyde K 2 O 2, le superoxyde KO 2 est le produit principal), les halogènes (halogénures de potassium correspondants), lorsqu'il est chauffé - avec le soufre (sulfure K 2 S), le sélénium (séléniure K 2 Se ), du tellure (tellure K 2 Te), avec du phosphore sous atmosphère d'azote (phosphures K 3 P et K 2 P5), du carbone (composés en couches de composition KS 8 - KS 60), de l'hydrogène (hydrure KH). Le potassium n'interagit avec l'azote que lorsqu'il est exposé à decharge electrique(L'azoture KN 3 et le nitrure K 3 N sont formés en petites quantités). Le potassium réagit avec certains métaux, formant des composés intermétalliques ou des solutions solides(alliages de potassium). Les alliages avec du sodium, caractérisés par une activité chimique élevée, sont de la plus grande importance pratique ; obtenu par alliage de métaux sous atmosphère inerte ou par action du sodium métallique sur l'hydroxyde de KOH ou le chlorure de KCl.

Le potassium métallique est un agent réducteur puissant : il réagit vigoureusement (dans des conditions normales avec explosion et inflammation du métal) avec l'eau (il se forme de l'hydroxyde de potassium KOH), réagit violemment (parfois avec explosion) avec les acides (forme sels correspondants, par exemple, le dichromate de potassium, le nitrate de potassium, le permanganate de potassium, les phosphates de potassium, le cyanure de potassium), réduit les oxydes de B, Si, Al, Ag, Bi, Co, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, Sn, Ti en éléments; sulfates, sulfites, nitrates, nitrites, carbonates et phosphates d'autres métaux - aux oxydes des métaux correspondants. Le potassium métallique se dissout lentement dans l'ammoniac liquide pour former une solution bleu foncé avec une conductivité métallique ; le métal dissous réagit progressivement avec l'ammoniac pour former un amide : 2K + 2NH 3 = 2KNH 2 + H 2. Le potassium interagit avec divers composés organiques: alcools (des alcoolates se forment, par exemple éthyle C 2 H 5 OK), acétylène (acétyléniures KS≡CH et KS≡SK), halogénures d'alkyle (alkyles de potassium, par exemple éthylpotassium C 2 H 5 K) et halogénures d'aryle (aryles de potassium , par exemple phénylpotassium C 6 H 5 TO). Le potassium métallique initie les réactions de polymérisation des alcènes et des diènes. Avec les ligands polycycliques donneurs N et O (éthers couronnes, cryptands et autres ionophores), le potassium forme des composés complexes.

Lorsque l'on travaille avec du potassium, il est nécessaire de prendre en compte sa grande réactivité, notamment sa capacité à s'enflammer au contact de l'eau. Pour des raisons de sécurité, vous devez utiliser des gants en caoutchouc, des lunettes de sécurité ou un masque. De grandes quantités de potassium doivent être travaillées dans des chambres spéciales sous atmosphère inerte (argon, azote). Le potassium est utilisé pour éteindre les incendies sel de table NaCl ou carbonate de sodium Na 2 CO 3.

Rôle biologique . Le potassium est un élément biogénique. Besoin quotidien personne en potassium est d'environ 2 g. Dans les organismes vivants, les ions potassium jouent un rôle important dans les processus de régulation du métabolisme, en particulier dans le transport des ions à travers membranes cellulaires(voir par exemple l'article Pompes à ions).

Reçu. Dans l'industrie, le potassium est obtenu par réduction de l'hydroxyde de KOH ou du chlorure de KCl fondu avec du sodium métallique dans une colonne à contre-courant, suivie d'une condensation de vapeur de potassium. Prometteur méthodes thermiques sous vide production de potassium basée sur la réduction du chlorure de KCl par chauffage avec un mélange d'aluminium ou de silicium avec de l'oxyde de calcium (6KCl + 2Al + 4CaO = 6K + 3CaCl 2 + CaO Al 2 O 3 ou 4Kl + Si + 4CaO = 4K + 2CaCl 2 + 2CaO∙SiO 2), ainsi qu'un procédé basé sur la production d'un alliage potassium-plomb par électrolyse du carbonate de K 2 CO 3 ou du chlorure de KCl avec une cathode de plomb fondu et distillation ultérieure de l'alliage de potassium. Le volume de production mondiale de potassium est d'environ 28 tonnes/an (2004).

Application. Le potassium métal est le matériau des électrodes dans sources chimiques actuel, catalyseur dans les processus de production de caoutchouc synthétique. Divers composés de potassium sont largement utilisés : peroxyde K 2 O 2 et superoxyde KO 2 - composants de compositions pour la régénération de l'oxygène (sur sous-marins, vaisseaux spatiaux et dans d'autres à l'intérieur), l'hydrure de KH est un agent réducteur dans synthèse chimique, un alliage de potassium et de sodium (10-60 % Na en poids, liquide à température ambiante) - liquide de refroidissement dans réacteurs nucléaires, un agent réducteur dans la production de titane, un réactif pour purifier les gaz de l'oxygène et de la vapeur d'eau ; les sels de potassium sont utilisés comme engrais potassiques, composants détergents. Les complexes de potassium avec les ionophores sont des modèles pour étudier le transport des ions potassium à travers les membranes cellulaires. Le radio-isotope 42 K (T 1/2 12,36 h) est utilisé comme traceur radioactif en chimie, médecine et biologie.

Lit. : Sodium et potassium. L., 1959 ; Stepin B.D., Tsvetkov A.A. Chimie inorganique. M., 1994 ; Chimie inorganique : chimie des éléments / Edité par Yu. D. Tretyakov. M., 2004. T. 2.