Brontekst bekijken van Kalium

{{Infobox element
| Afbeelding = Kalium.jpg
| Bijschrift = Kalium
| Naam = Kalium
| Symbool = K
| Atoomnummer = 19
| Groep = [[Alkalimetaal]]
| Periode = [[Periode-4-element|Periode 4]]
| Blok = [[S-blok]]
| Reeks = [[Alkalimetaal]]
| Kleur = Zilverwit
| vlamkleur = paars
| Atoommassa = 39,098
| Elektronenconfiguratie = <nowiki>[</nowiki>[[Argon (hoofdbetekenis)|Ar]]<nowiki>]</nowiki>4s<sup>1</sup>
| Oxidatietoestanden = +1
| Elektronegativiteit = 0,82
| Atoomstraal = 227
| Ionisatiepotentiaal1 = 418,81
| Ionisatiepotentiaal2 = 3051,85
| Ionisatiepotentiaal3 = 4419,64
| Dichtheid = 862
| Hardheid = 0,4
| Smeltpunt = 336,5
| Kookpunt = 1038,7
| Aggregatietoestand = Vast
| Smeltwarmte = 2,334
| Verdampingswarmte = 79,87
| vdWstraal = 275
| Kristalstructuur = Kub
| Molair volume = 45,46
| Dampdruk =
| Geluidssnelheid = 2000
| Specifieke warmte = 750
| Weerstand = 6,15
| Warmtegeleiding = 100
}}
'''Kalium''' is een [[scheikundig element]] met symbool '''K''' en [[atoomnummer]] 19. Het is een zilverwit [[alkalimetaal]]. In de [[Engels (hoofdbetekenis)|Angelsaksische]] en [[Romaanse talen|Romaanse]] landen staat het element bekend als ''potassium''.

== Ontdekking ==
In [[1702]] vermoedde [[Georg Ernst Stahl|G.E. Stahl]] een verschil tussen soda ([[Natriumcarbonaat|Na<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>]]) en potas ([[Kaliumcarbonaat|K<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>]]). In [[1736]] toonde [[Henri Louis Duhamel du Monceau|H.L. Duhamel du Monceau]] aan dat [[kaliloog]] en [[natronloog]] verschillende basen waren.
Kalium werd in [[1807]] ontdekt door [[Humphry Davy]] tijdens de [[elektrolyse]] van uit [[potas]] verkregen [[kaliumhydroxide]] (KOH). Hiermee is kalium het eerste metaal dat via elektrolyse werd geïsoleerd.

== Etymologie ==
In navolging van [[Martin Klaproth]] en later van [[Ludwig Wilhelm Gilbert]] en [[Jöns Jacob Berzelius]] wordt in het Nederlands en veel Germaanse en Slavische talen de uit het Arabisch (القَلْيَة al-qalyah, "as van planten") afkomstige naam gehanteerd, terwijl in veel andere talen de door Humphry Davy voorgestelde naam potassium wordt gebruikt. Die term leidde hij af van het Engelse ''potash'', dat zelf van het Nederlandse woord potas komt, aangezien kaliumcarbonaat oorspronkelijk werd verkregen door de as van verbrand hout in een pot te plaatsen, water toe te voegen en de oplossing te verhitten.

== Toepassingen ==
Door de hoge reactiviteit van kalium komt kalium in de natuur alleen maar voor in de vorm van [[zouten]]. [[Kaliumnitraat]], [[kaliumchloraat]], [[kaliumperchloraat]] en soms [[kaliumpermanganaat]] worden om de oxidatieve eigenschappen gebruikt als component van zwart [[buskruit]] en andere [[Sas (vuurwerk)|sassen]]. Ook is kaliumcarbonaat een belangrijke [[katalysator]] in [[houtskool]], wat weer invloed heeft op de brandsnelheid. In de vorm van [[kaliumcarbonaat]] is kalium van belang voor de productie van [[glas (hoofdbetekenis)|glas]]; [[kaliumchloraat]] wordt als oxidator in lucifers gebruikt en [[kaliumhydroxide]] wordt veel als conserveermiddel voor levensmiddelen gebruikt. 

[[Kaliumoxide]], [[kaliumsulfaat]], kaliumnitraat en [[kaliumchloride]] worden veel gebruikt in [[kunstmest]]. Vrijwel alle kaliumzouten zijn goed oplosbaar in water. Een uitzondering is di-kaliumtartraat, het reactieproduct van kalium en [[wijnsteenzuur]] dat in wijn kan zitten en dan de aanwezige kristallijne droesem geeft.

Andere toepassingen van kalium zijn:
* Injectie van een hoge concentratie [[kaliumchloride]] wordt toegepast bij het uitvoeren van [[doodstraf|executies]], omdat de werking van het hart hierdoor ernstig wordt verstoord.
* In dierlijke cellen zijn kalium[[ion (deeltje)|ionen]] van belang voor transport.
* Kalium wordt ook gebruikt in samengestelde meststoffen, NPK ([[Stikstof (element)|stikstof]], [[fosfor]] en kalium) Bijvoorbeeld 9-9-16 (dit is de verhouding van deze stoffen). Kalium zorgt onder andere voor de groei en de kleur van de plant. Ook geeft het de planten meer weerstand tegen ziektes.
* In [[legering]]en met [[natrium]] vormt kalium [[NaK]], dat gebruikt wordt om warmte te transporteren in bijvoorbeeld kerncentrales.
* Om bepaalde monochromatisch en coherente golflengtes (laser) te creëren, zoals 473&nbsp;nm, 532&nbsp;nm, 589&nbsp;nm etc., is kalium vereist. De KTP Kristal (Kalium Titanyl Phosphate) wordt gepolariseerd, voor een ND:YAG, ND:YVO4 of ND:YLF crystal geplaatst. De meest voorkomende type is ND:YVO4 (Neodymium Doped Yttrium Orthovanadate), deze kristal zet monochromatisch licht van een 808&nbsp;nm laser diode om naar 1064&nbsp;nm, waarbij de KTP crystal de golflengte halveert naar 532&nbsp;nm, dit heet “frequency doubling”. Beide kristallen zijn birefractive (met [[dubbele breking]]).

== Fysiologie bij de plant ==
In het [[xyleem]] dient het voor de verhoging van de [[osmose]]druk, waar het noodzakelijk is voor de [[worteldruk]]. Kalium in de [[blad (hoofdbetekenis)|bladcellen]] verhoogt de [[turgor]], waardoor er [[celstrekking]] en vergroting van het [[blad (hoofdbetekenis)|bladoppervlak]] plaatsvindt. Ook zorgt het voor het opengaan van de [[huidmondje]]s via verhoging van de turgor in de sluitcellen, waardoor de opname van CO<sub>2</sub> voor de [[fotosynthese]] bevorderd wordt. Is kalium ruim voorhanden dan bevordert het de eerste stap van de vorming van C3-[[koolhydraat|koolhydraten]], die nodig zijn voor de vorming van [[zetmeel]], [[cellulose]], [[lignine]] en [[proteïne]]n.

[[Knolgewas|Knol-]] en [[wortelgewas]]sen hebben meer kalium nodig dan [[bladgewas]]en.

De symptomen van een kaliumtekort treden vooral op in de oudere bladeren, omdat de kalium uit deze bladeren via het [[floëem]] naar de jonge bladeren wordt getransporteerd. 
Typische symptomen van een kaliumtekort zijn stip-, tussennerven- en bladrand[[Chlorose (plant)|chlorose]] en bladrand[[necrose]]. Ook geeft het een gedrongen groei en verwelking. Bij sterke zoninstraling kan er [[foto-oxidatie]] in de bladeren optreden.<ref>Konrad Mengel: ''Ernährung und Stoffwechsel der Pflanze.'' 7. Auflage. Fischer, Jena 1991, {{ISBN|3-334-00310-8}}, S.&nbsp;335–346.</ref> Een teveel aan kalium veroorzaakt wortelverbranding en een calcium- en magnesiumtekort in de plant.

== Fysiologie bij de mens ==
{{Disclaimer medisch lemma}}

Kalium is in het lichaam een van de [[elektrolyt]]en (naast [[natrium]]ionen, [[chloride]]ionen en bicarbonaationen).
Het speelt een belangrijke rol in het lichaam zoals bij pulsoverdracht in zenuwen, aanmaak van eiwitten en aanmaak van [[glycogeen]]. Anders dan bij [[natrium]] bevindt maar 2% van het totale lichaamskalium zich buiten de cellen en is als zodanig ook meetbaar in het bloed (4&nbsp;mmol/L). Binnen de cellen is de concentratie vele malen hoger (140&nbsp;mmol/L). Deze gradiënt moet via pompen in de celmembraan actief intact gehouden (natrium-kalium pomp). Deze pompen kunnen beïnvloed worden door onder andere [[insuline]], waardoor het kalium naar de cel verdwijnt. Suikerpatiënten die insuline spuiten moeten hiermee rekening houden, om te voorkomen dat hun kaliumspiegels te laag worden. Opname van kalium verloopt via het maag-darmsysteem. Bij chronische [[diarree]] en braken is de opname dan ook verstoord. Kalium wordt bij overmaat via de nieren uitgescheiden. Bij nieraandoeningen is dit proces dan ook vaak verstoord, waardoor verhoogde bloedkaliumwaarden gevonden worden. De balans tussen opname en uitscheiding wordt in de nieren en de darm gecontroleerd via het hormoon [[aldosteron]]. Verlaging van de kaliumconcentratie in het bloed ([[hypokaliëmie]]) (wat resulteert in een te grote hyperpolarisatie van de membraanpotentiaal van de cellen) kan leiden tot spierverlamming, terwijl te hoge waarden ([[hyperkaliëmie]]) (die resulteren in een te grote depolarisatie van de membraanpotentiaal van de cellen) kunnen leiden tot overprikkelbaarheid van de spieren waaronder de hartspier. Dit laatste kan hartritmestoornissen tot gevolg hebben of zelfs een hartstilstand. Verstoringen van de kaliumhuishouding zijn daarom een serieus klinisch probleem, waar altijd door een arts naar gekeken dient te worden.

== Opmerkelijke eigenschappen ==
Kalium is, samen met [[Lithium (element)|lithium]] en [[natrium]], een licht metaal en erg reactief. Kalium komt in de natuur niet in zuivere metaalvorm voor, maar uitsluitend in verbinding met andere elementen. Kalium reageert met de [[Dizuurstof|zuurstof]] in de [[lucht]] en reageert heftig met [[water]]:

:<chem>2K + 2H2O -> 2K+ + 2OH- + H2 + E</chem>

Deze reactie is zo heftig dat het ontstane [[Diwaterstof|waterstofgas]] ontbrandt door de grote hoeveelheid energie, onder de vorm van [[warmte]] (aangeduid als ''E''), die vrijkomt tijdens de reactie. Daarom moet zuiver (metallisch) kalium onder [[petroleum]] worden bewaard.

Kalium heeft een zeer lage [[elektronegativiteit]], hetgeen inhoudt dat kalium zeer gemakkelijk zijn enige [[valentie-elektron]] afstaat in reacties. Dit is de oorzaak van de hoge [[Reactiviteit (scheikunde)|reactiviteit]] van het metaal (bijvoorbeeld met water).

== Voorkomen ==
De aardkorst bestaat voor 2,4% uit kalium in minerale vorm. Sommige van deze mineralen, zoals [[carnalliet]], poluhaliet en [[sylviet]], worden gevonden op de zeebodem.

De belangrijkste bron van kalium is [[kaliumcarbonaat]], dat onder meer wordt gedolven in de [[Verenigde Staten (hoofdbetekenis)|Verenigde Staten]] en [[Duitsland (hoofdbetekenis)|Duitsland]].

In Centraal-[[Canada (hoofdbetekenis)|Canada]] ligt op een diepte van ongeveer duizend meter een enorme voorraad kalium die in de toekomst een belangrijke bron zal worden. Ten slotte bevat zeewater kalium in lage concentraties.

Kalium wordt tegenwoordig geïsoleerd uit het hydroxide door [[elektrolyse]] op een manier die vrijwel identiek is aan de manier die Humphry Davy ooit gebruikte.

== Isotopen ==
{{Zie hoofdartikel|Isotopen van kalium}}
{| class="wikitable" style="font-size:90%;"
! colspan=6 | Stabielste isotopen
|-
! [[Isotoop|Iso]]
! [[Relatieve aanwezigheid|RA]] (%)
! [[Halveringstijd]]
! [[vervalvorm|VV]]
! [[vervalenergie|VE]] (M[[elektronvolt|eV]])
! [[vervalproduct|VP]]
|-
| <sup>38</sup>K
| [[Synthetische radio-isotoop|syn]]
| 7,636 [[minuut (tijd)|min]]
| [[Elektronenvangst|β<sup>+</sup>]]
| 5,913
| <sup>38</sup>Ar
|-
| <sup>39</sup>K
| 93,2581
| colspan=4 | stabiel met 20 neutronen
|-
| <sup>40</sup>K
| 0,0117
| 1,277×10<sup>9</sup> [[jaar|j]]
| [[Bètaverval|β<sup>−</sup>]] <br /> [[Elektronenvangst|β<sup>+</sup>]]
| 1,311 <br /> 1,505
| <sup>40</sup>Ca <br /> <sup>40</sup>Ar
|-
| <sup>41</sup>K
| 6,7302
| colspan=4 | stabiel met 22 neutronen
|-
| <sup>42</sup>K
| [[Synthetische radio-isotoop|syn]]
| 12,360 [[uur|u]]
| [[Bètaverval|β<sup>−</sup>]]
| 3,525
| <sup>42</sup>Ca
|-
| <sup>43</sup>K
| [[Synthetische radio-isotoop|syn]]
| 22,3 [[uur|u]]
| [[Bètaverval|β<sup>−</sup>]]
| 1,815
| <sup>43</sup>Ca
|}
Er zijn 17 verschillende isotopen van kalium bekend. Hiervan komen er in de natuur twee stabiele (<sup>39</sup>K en <sup>41</sup>K) en één instabiele (<sup>40</sup>K) voor. De andere isotopen kunnen alleen op kunstmatige wijze worden verkregen. Het voorkomen van <sup>40</sup>K wordt soms gebruikt om de ouderdom van stenen te bepalen en voor het bestuderen van het weer. Doordat 1 op ca. 8500 kaliumatomen de instabiele isotoop (<sup>40</sup>K) is, is kalium licht radioactief, ca. 31 [[Becquerel (eenheid)|becquerel]] per gram. <sup>40</sup>K is de voornaamste bron van radioactiviteit in het menselijk lichaam.

== Ionen ==
{| class="wikitable" style="font-size:90%;"
! [[Oxidatiegetal]]
! style="width:300px; align:left" | Toelichting
|-
| align="center" valign="top" | 0 || Vrij metaal, komt niet in de natuur voor
|-
| align="center" valign="top" | +1 || standaardion van het element
|}

== Toxicologie en veiligheid ==

Kalium reageert explosief met water en moet worden bewaard onder [[Kerosine|petroleum]] of minerale oliën. De meeste kaliumzouten zijn niet [[vergif|giftig]] of schadelijk. Afhankelijk van het [[anion]] kan een kaliumzout wel giftig of schadelijk zijn. Contact met de huid moet worden vermeden omdat kalium met vocht [[kaliumhydroxide]] vormt, bij het werken met kalium is het aan te raden handschoenen en gelaatsbescherming te dragen.

== Voeding ==
De [[aanbevolen dagelijkse hoeveelheid]] van kalium is voor volwassenen 3500 mg.<ref>{{Citeer web |url=https://www.voedingscentrum.nl/encyclopedie/kalium.aspx |titel=Kalium |werk=Voedingscentrum |taal=nl|archiefurl=https://web.archive.org/web/20230606130131/https://www.voedingscentrum.nl/encyclopedie/kalium.aspx|archiefdatum=2023-06-06}}</ref> Kalium is gemakkelijk via de voeding te verkrijgen en komt vooral voor in groente, fruit, aardappelen en vis, maar ook brood, melk en noten. Onder normale omstandigheden levert een gezonde, gevarieerde voeding voldoende kalium. Kalium kan de bloeddrukverhogende werking van natrium tegengaan. Een tekort aan kalium wordt een [[hypokaliëmie]] genoemd.

== Externe links ==
* {{Link elementinformatie|id=K}}
* [https://www.voedingscentrum.nl/encyclopedie/kalium.aspx Voedingscentrum over kalium]

{{Appendix}}
{{Navigatie alkalimetalen}}
{{Navigatie elementen}}
{{Woordenboek}}

[[Categorie:Kalium| ]]
[[Categorie:Elementenlijst]]
[[Categorie:Mineraal en sporenelement]]