Kalium: Perbedaan antara revisi

 

=== Fisika ===

 

Kalium adalah logam berdensitas paling rendah kedua setelah [[litium]]. Ia adalah padatan lunak dengan [[titik leleh]] rendah, dan mudah dipotong dengan pisau. Kalium yang baru dipotong berwarna keperakan, tapi mulai muncul noda abu-abu segera saat terpapar udara.<ref name=g76>[[#Greenwood|Greenwood]], p. 76</ref> Dalam [[uji nyala api]], kalium dan senyawanya memancarkan warna ungu dengan panjang gelombang puncak emisi 766,5 nanometer.<ref>[[#Greenwood|Greenwood]], p. 75</ref><!-- Potassium concentration in solution is commonly determined using [[photoelectric flame photometer|flame photometry]], [[atomic absorption spectrophotometry]], [[inductively coupled plasma]], or [[ion selective electrode]]s. -->

 

==== Senyawa ====

Satu-satunya tingkat oksidasi kalium yang umum adalah +1. Logam kalium adalah [[reduktor]] kuat yang mudah teroksidasi menjadi [[kation]] monopositif, {{chem|K|+}}. Sekali teroksidasi, ia sangat stabil dan sulit untuk direduksi kembali menjadi logamnya.<ref name="K-"/>

 

 

== Pembentukan dan distribusi kosmis ==

Kalium terbentuk dalam [[supernova]] melalui [[nukleosintesis]] dari atom yang lebih ringan. Kalium pada dasarnya dibuat pada supernova Tipe II melalui [[Nukleosintesis supernova|proses pembakaran oksigen eksplosif]].<ref>{{cite journal|first= V.|display-authors= 4|last= Shimansky|title=Observational constraints on potassium synthesis during the formation of stars of the Galactic disk| journal=Astronomy Reports|date=September 2003|bibcode = 2003ARep...47..750S|last2= Bikmaev|first2=I. F.|last3= Galeev|first3=A. I.|last4= Shimanskaya|first4=N. N.|last5= Ivanova|first5=D. V.|last6= Sakhibullin|first6=N. A.|last7= Musaev|first7=F. A.|last8= Galazutdinov|first8=G. A.|volume= 47|pages= 750–762|doi= 10.1134/1.1611216|issue= 9}}</ref> {{chem|40|K}} juga terbentuk pada nukleosintesis [[proses s]] dan {{ill|proses pembakaran neon|en|Neon-burning process}}.

 

 

== Logam ==

''Logam'' kalium pertama kali diisolasi pada tahun 1807 di Inggris oleh Sir [[Humphry Davy]], yang mengisolasinya dari [[Kalium hidroksida|kaustik potas]] (KOH, kalium hidroksida) dengan elektrolisis leburan KOH dengan [[tumpukan volta]], teknologi yang baru ditemukan. Kalium adalah logam pertama yang diisolasi dengan elektrolisis.<ref name="Enghag2004">{{cite book|last=Enghag|first= P.|date=2004| title=Encyclopedia of the elements| publisher=Wiley-VCH Weinheim| isbn=3-527-30666-8| chapter=11. Sodium and Potassium}}</ref> Kemudian pada tahun yang sama, Davy melaporkan ekstraksi logam [[natrium]] dari mineral derivatif ([[soda api]], NaOH, atau [[lindi (kimia)|lindi]]) dan bukan dari garam tanaman, dengan teknik serupa, menunjukkan bahwa unsur-unsurnya, dan juga garamnya, berbeda.<ref name="weeks"/><ref name="disco"/><ref name="Davy1807">{{cite journal|first=Humphry|last=Davy|title=On some new phenomena of chemical changes produced by electricity, in particular the decomposition of the fixed alkalies, and the exhibition of the new substances that constitute their bases; and on the general nature of alkaline bodies|pages=1–44|year=1808|volume=98|journal=Philosophical Transactions of the Royal Society|url=https://books.google.com/?id=gpwEAAAAYAAJ&pg=PA57&q|doi=10.1098/rstl.1808.0001}}</ref><ref name="200disco">{{cite journal|doi = 10.1134/S1061934807110160|title = History of the discovery of potassium and sodium (on the 200th anniversary of the discovery of potassium and sodium)|year = 2007|last1 = Shaposhnik|first1 = V. A.|journal = Journal of Analytical Chemistry|volume = 62|issue = 11|pages = 1100–2}}</ref> Meskipun produksi logam kalium dan natrium seharusnya telah menunjukkan bahwa keduanya adalah unsur, perlu beberapa waktu sebelum pandangan ini diterima secara universal.<ref name="disco"/>

 

* Sistem umpan maju reaktif mengacu pada sistem yang tidak diketahui secara lengkap yang menginduksi sekresi kalium ginjal sebagai respons terhadap konsumsi kalium sebelum terjadi kenaikan kalium plasma. Ini mungkin diinisiasi oleh reseptor kalium pada sel usus yang mendeteksi kalium yang dicerna dan memicu sinyal [[Serat saraf aferen|aferen]] [[Saraf vagus|''vagal'']] ke kelenjar pituitari.

* Sistem prediktif atau sirkadian meningkatkan sekresi kalium melalui ginjal selama waktu makan (misalnya siang hari untuk manusia, malam hari untuk hewan pengerat) terlepas dari keberadaan, jumlah, atau ketiadaan konsumsi kalium. Ini dimediasi oleh {{ill|osilator sirkadian|en|circadian oscillator}} dalam {{ill|inti supraciasmatik|en|suprachiasmatic nucleus}} otak (jam pusat), yang menyebabkan ginjal (jam perifer) mensekresikan kalium dalam sirkadian berirama ini.

* Sistem transport ion memindahkan kalium melintasi membran sel dengan menggunakan dua mekanisme. Mekanisme yang satu aktif dan memompa natrium keluar dari, dan kalium masuk ke dalam, sel. Mekanisme lainnya pasif dan memungkinkan kalium merembes keluar dari sel. Kation kalium dan natrium mempengaruhi distribusi cairan antara kompartemen intraselular dan ekstraselular melalui gaya [[osmosis|osmotik]]. Pergerakan kalium dan natrium melalui membran sel dimediasi oleh pompa [[Na+/K+-ATPase]].<ref>{{cite book|last=Campbell|first=Neil|title=Biology|date=1987|isbn=0-8053-1840-2|page=795|publisher=Benjamin/Cummings Pub. Co.|location=Menlo Park, California}}</ref> [[Transporter ion|Pompa ion]] ini menggunakan [[Adenosin trifosfat|ATP]] untuk memompa tiga ion natrium keluar dari sel dan dua ion kalium ke dalam sel, menciptakan gradien elektrokimia dan gaya gerak listrik melintasi membran sel. {{ill|Saluran kalium|en|Potassium channel}} yang sangat selektif (yang berupa [[tetramer]]) sangat penting untuk [[Hiperpolarisasi (biologi)|hiperpolarisasi]] di dalam [[neuron]] setelah aksi potensial dipicu. Saluran ion kalium yang paling baru ditemukan adalah KirBac3.1, yang membuat total lima saluran ion kalium (KcsA, KirBac1.1, KirBac3.1, KvAP, dan MthK) dengan struktur yang ditentukan. Kelima berasal dari spesies [[prokariotik]].<ref name="pmid16253415">{{cite journal|first1=Mikko |last1 = Hellgren| first2= Lars |last2= Sandberg|first3= Olle |last3= Edholm|title=A comparison between two prokaryotic potassium channels (K_irBac1.1 and KcsA) in a molecular dynamics (MD) simulation study|journal=Biophysical Chemistry| volume=120|issue=1|pages=1–9|year=2006|pmid=16253415|doi=10.1016/j.bpc.2005.10.002}}</ref>

 

== Produksi komersial ==

=== Pertambangan ===

Garam kalium seperti {{ill|karnalit|en|carnallite}}, {{ill|langbeinit|en|langbeinite}}, {{ill|polihalit|en|polyhalite}}, dan {{ill|silvit|en|sylvite}} membentuk endapan {{ill|evaporit|en|evaporite}} yang luas di dasar danau purba dan [[dasar laut]],<ref name=geo/> membuat ekstraksi garam kalium di lingkungan ini layak secara komersial. Sumber utama kalium – [[potas]] – ditambang di [[Kanada]], [[Rusia]], [[Belarus]], [[Jerman]], [[Israel]], [[Amerika Serikat]], [[Yordania]], dan tempat-tempat lain di seluruh dunia.<ref>{{cite book|url = https://books.google.com/books?id=EHx51n3T858C|publisher=Springer|title = Potash: deposits, processing, properties and uses|isbn = 978-0-412-99071-7|last1 = Garrett|first1= Donald E.|date = 1995-12-31}}</ref><ref name="USGSCS2008">{{cite web|url=http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/potash/mcs-2008-potas.pdf|first=Joyce A.|last=Ober|publisher=United States Geological Survey|title=Mineral Commodity Summaries 2008:Potash|accessdate=2008-11-20}}</ref><ref name="USGSYB2006">{{cite web|url=http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/potash/myb1-2006-potas.pdf|first=Joyce A.|last=Ober|publisher=United States Geological Survey|title=Mineral Yearbook 2006:Potash|accessdate=2008-11-20}}</ref> Deposit yang ditambang pertama kalu berada di dekat Staßfurt, Jerman, namun simpanannya membentang dari [[Inggris Raya]], melalui Jerman hingga Polandia. Mereka berada di [[Zechstein]] dan tertimbun sejak zaman [[Permian]] Tengah hingga Permian Akhir. Deposit terbesar yang pernah ditemukan terletak {{convert|1000|m|ft|abbr=on|sp=us}} di bawah permukaan provinsi [[Saskatchewan]] Kanada. Deposit tersebut terletak di [[Elk Point Group]] yang dihasilkan pada zaman [[Devon (periode)|Devon Tengah]]. Saskatchewan, lokasi beberapa tambang besar telah beroperasi sejak tahun 1960an, mempelopori teknik pembekuan pasir basah (formasi Blairmore) untuk mendorong poros tambang melaluinya. Perusahaan pertambangan potas utama di Saskatchewan adalah [[Potash Corporation of Saskatchewan]].<ref>{{cite book|url = https://books.google.com/books?id=rtRFyFO4hpEC&pg=PA433|publisher=U of Nebraska Press|page = 433|title = Encyclopedia of the Great Plains|isbn = 978-0-8032-4787-1|last = Wishart| first=David J.|date = 2004}}</ref> Air [[Laut Mati]] digunakan oleh [[Israel]] dan [[Yordania]] sebagai sumber kalium, sementara konsentrasi di lautan normal terlalu rendah untuk produksi komersial dengan harga berlaku.<ref name="USGSCS2008"/><ref name="USGSYB2006"/>

 

 

=== Ekstraksi kimia ===

== Penggunaan komersial ==

=== Pupuk ===

Ion kalium merupakan komponen penting nutrisi [[tumbuhan]] dan ditemukan pada kebanyakan jenis [[tanah]].<ref name=g73/> Mereka digunakan sebagai [[pupuk]] untuk [[pertanian]], [[hortikultura]], dan budidaya [[hidroponik]] dalam bentuk [[kalium klorida|klorida]] (KCl), [[kalium sulfat|sulfat]] ({{chem|K|2|SO|4}}), atau [[kalium nitrat|nitrat]] ({{chem|KNO|3}}). Pupuk pertanian mengkonsumsi 95% produksi kalium global, dan sekitar 90% kalium ini dipasok sebagai KCl.<ref name=g73/> Kandungan kalium dalam sebagian besar tanaman berkisar antara 0,5% sampai 2% dari berat panen, yang dinyatakan secara konvensional sebagai jumlah {{chem|K|2|O}}. Pertanian modern dengan [[Hasil usaha tani|rendemen]] tinggi bergantung pada pupuk untuk menggantikan kalium yang hilang saat panen. Sebagian besar pupuk pertanian mengandung kalium klorida, sedangkan kalium sulfat digunakan untuk tanaman peka klorida atau tanaman yang membutuhkan kandungan sulfur lebih tinggi. Sulfat sebagian besar dihasilkan oleh dekomposisi mineral {{ill|kainit|en|kainite}} ({{chem|MgSO|4|·KCl·3H|2|O}}) dan {{ill|langbeinit|en|langbeinite}} ({{chem|MgSO|4|·K|2|SO|4}}). Sangat sedikit pupuk yang mengandung kalium nitrat.<ref name="Kent">{{cite book|pages = 1135–57|first = Amit H. |last = Roy| url = https://books.google.com/books?id=AYjFoLCNHYUC&pg=PA1135|isbn = 978-0-387-27843-8|publisher=Springer|title = Kent and Riegel's handbook of industrial chemistry and biotechnology|date = 2007}}</ref> Pada tahun 2005, sekitar 93% produksi kalium dunia dikonsumsi oleh industri pupuk.<ref name="USGSYB2006" />

 

Contoh lain adalah kalium kobaltnitrit, {{chem|K|3|[Co(NO|2|)|6|]|}}, yang digunakan sebagai pigmen lukis di bawah nama [[Aureolin]] atau Kobalt Kuning.<ref name="Getts">{{cite book|publisher=Courier Dover Publications|url = https://books.google.com/books?id=bdQVgKWl3f4C&pg=PA109|title = Painting materials: A short encyclopaedia|isbn = 978-0-486-21597-6|author = Gettens, Rutherford John|author2 = Stout, George Leslie|last-author-amp = yes|date = 1966|pages =109–110}}</ref>

 

 

==== Penggunaan laboratorium ====

 

== Tindakan pencegahan ==

 

Logam kalium bereaksi hebat dengan air menghasilkan [[kalium hidroksida]] (KOH) dan gas [[hidrogen]].<blockquote><chem>{2K_(s)} + {2H2O_(l)} -> {2KOH_(aq)} + {H2_(g)}</chem></blockquote>Reaksi ini bersifat eksotermik dan melepaskan panas yang cukup untuk membakar hidrogen yang dihasilkan dengan adanya oksigen, kemungkinan menyebabkan percikan dengan [[kalium hidroksida]], yang merupakan [[basa]] kuat yang dapat menghancurkan jaringan hidup dan menyebabkan luka bakar pada kulit. Butiran halus kalium dapat menyala di udara pada suhu ruang. Logam curah dapat terbakar di udara jika dipanaskan. Oleh karena massa jenisnya hanya 0,89 g/cm³, kalium yang terapung terbakar di air yang terpapar oksigen atmosfer. Banyak zat pemadam api umum, termasuk air, yang tidak efektif atau memperparah kebakaran kalium. [[Nitrogen]], [[argon]], [[natrium klorida]] (garam dapur), [[natrium karbonat]] (soda abu), dan [[silikon dioksida]] (pasir) adalah pemadam api yang efektif jika kering. Beberapa bubuk pemadam kering [[Pemadam api|kelas D]] yang dirancang untuk kebakaran logam juga efektif. Zat-zat ini mencabut oksigen dari api dan mendinginkan logam kalium.<ref>{{cite book| url = https://books.google.com/books?id=2fHsoobsCNwC&pg=PA459|page = 459| title = Fire and Life Safety Inspection Manual| isbn = 978-0-87765-472-8|publisher=Jones & Bartlett Learning| last = Solomon |first=Robert E.| date = 2002}}</ref>