Kalium

Kalium, Symbol K, reaktionsfreudiges, extrem weiches metallisches Element. Es steht in der ersten Hauptgruppe (oder Ia) des Periodensystems und gehört zu den Alkalimetallen. Seine Ordnungszahl ist 19.

Im Jahr 1807 entdeckte der britische Chemiker Sir Humphry Davy das Element. Kalium ist silberweiß und kann mit dem Messer geschnitten werden. Es besitzt die Härte 0,5 und kommt in der Natur in drei Isotopen mit den Massenzahlen 39, 40 und 41 vor. Kalium 40 ist radioaktiv und besitzt eine Halbwertszeit von 1,28 Milliarden Jahren. Das am häufigsten vorkommende Isotop ist das Kalium 39. Verschiedene radioaktive Isotope wurden künstlich hergestellt. Kalium schmilzt bei 63 °C, siedet bei 774 °C und besitzt eine relative Dichte von 0,86. Seine relative Atommasse beträgt 39,098.

Metallisches Kalium stellt man durch Elektrolyse aus geschmolzenem Kaliumhydroxid oder aus einer Mischung von Kaliumchlorid und Kaliumfluorid her. Das Metall oxidiert, sobald man es an die Luft bringt und reagiert heftig mit Wasser zu Kaliumhydroxid und gasförmigem Wasserstoff. Da Letzterer spontan verbrennen kann, bewahrt man Kalium immer in einer Flüssigkeit auf, mit der es nicht reagiert (gewöhnlich in Petroleum).

Kalium kommt in der Natur in großen Mengen vor, es steht an achter Stelle in der Häufigkeit der Erdkrustenelemente. Kalium ist in den Mineralien Carnallit, Feldspat, Salpeter (Kalisalpeter), in Grünsanden (Glaukonit) und Sylvin enthalten. Außerdem ist Kalium Bestandteil des Tier- und Pflanzengewebes sowie fruchtbarer Böden.

Metallisches Kalium wird in Photozellen eingesetzt. Kalium bildet viele einwertige Verbindungen, die den entsprechenden Natriumverbindungen ähneln. Einige der wichtigsten seien im Folgenden angeführt: Kaliumbromid (KBr), ein weißer Feststoff, entsteht bei der Reaktion von Kaliumhydroxid mit Brom. KBr findet in der Photographie, beim Gravieren sowie in der Lithographie Verwendung. In der Medizin hat KBr als Sedativum (Beruhigungsmittel) heute keine Bedeutung mehr. Gelbes Kaliumchromat (K₂CrO₄) und orangerotes Kaliumdichromat, auch Kaliumbichromat (K₂Cr₂O₇), sind starke Oxidationsmittel. Beide kristalline Feststoffe kommen in Zündhölzern und Feuerwerkskörpern, beim Textilfärben und Ledergerben zum Einsatz. Kaliumiodid (KI), eine weiße, kristalline und gut wasserlösliche Verbindung, wird in der Photographie zur Herstellung von Gelatineemulsionen verwendet. Kaliumnitrat (KNO₃) ist ein weißer Feststoff, der durch fraktionierte Kristallisation aus Natriumnitrat- und Kaliumchloridlösungen hergestellt wird. Man setzt es in Zündhölzern, Sprengstoffen und Feuerwerkskörpern sowie zum Pökeln von Fleisch ein. In der Natur kommt es als Kalisalpeter vor. Kaliummanganat (VII) (KMnO₄), ein purpurfarbener kristalliner Feststoff, wird als Desinfektionsmittel und als Oxidationsmittel bei vielen chemischen Reaktionen verwendet. Kaliumsulfat (K₂SO₄), ein weißer kristalliner Feststoff, ist ein wichtiger Kaliumdünger (z. B. Weinbau) und wird außerdem bei der Herstellung von Aluminiumkaliumsulfat (oder Alaun) eingesetzt. Kaliumhydrogentartrat ist ein weißer Feststoff, der in Backpulver und in der Medizin Verwendung findet. Es scheidet sich zusammen mit Calciumtartrat an den Wänden von Weinfässern in Form von harten Krusten ab (Weinstein).

Ursprünglich wurde Kaliumcarbonat als Pottasche bezeichnet. Man gewann es durch Auslaugen von Holzaschen. Kaliumcarbonat (K₂CO₃), ein weißer Feststoff, kann man entweder aus der Asche von Holz bzw. anderen verbrannten Pflanzenteilen oder durch die Umsetzung von Kaliumhydroxid mit Kohlendioxid herstellen. Es wird bei der Erzeugung von Glas und Schmierseife verwendet. Kaliumchlorat (KClO₃), eine weiße, kristalline Verbindung, entsteht bei der Elektrolyse von Kaliumchloridlösung. Das Chlorat ist ein kraftvolles Oxidationsmittel und findet in Zündhölzern, Feuerwerkskörpern und Sprengstoffen Verwendung. Außerdem kommt es als Desinfektionsmittel und als Ausgangsstoff für die Sauerstoffherstellung zum Einsatz. Kaliumchlorid (KCl), eine weiße, kristalline Verbindung, kommt häufig in Kaliummineralien vor, aus denen man es durch Abdampfen erhalten kann. Es ist ein wichtiger Kaliumdünger und wird auch zur Fabrikation anderer Kaliumverbindungen eingesetzt. Kaliumhydroxid (KOH), auch Ätzkali, ist ein weißer Feststoff, der von der Luftfeuchtigkeit aufgelöst wird. Man kann es durch Elektrolyse von Kaliumchlorid oder durch die Reaktion von Kaliumcarbonat mit Calciumhydroxid herstellen. Kaliumhydroxid nutzt man zur Seifenproduktion und als chemisches Reagens.