(Lat. afgeleid van Arab. : alkali), symbool K, atoomnr 19, atoomgew. 39,076 (Frans, Engels potassium, afgeleid van potas) is één van de alkalimetalen. Het werd in 1807 afgescheiden door Davy door electrolyse van het gesmolten hydroxyde.
Het komt in grote hoeveelheden en zeer verbreid in gebonden toestand op aarde voor en vormt 2 pet van de aardkorst. Het komt in gesteenten voor in de verschillende soorten glimmer en veldspaat. De verweringsproducten, klei en leem, zijn eveneens kaliumhoudend, waarop de vruchtbaarheid van de bodem grotendeels berust. In zeewater en in zoute bronnen komen steeds kaliumzouten voor. Doordat de meeste kaliumzouten beter oplosbaar zijn dan de overeenkomstige natriumzouten, bevinden zich de kaliumzouten in de bovenste lagen van de geologische zoutafzettingen (z kalizouten).Planten bevatten kaliumzouten van organische zuren, waaruit bij verassing kaliumcarbonaat of potas ontstaat; ook het dierlijke lichaam bevat kalium, zij het minder. Kaliumzouten zijn echter physiologisch vaak sterker werkzaam dan de natriumzouten en in grote doseringen komt ook de giftige werking duidelijker naar voren. De kalizouten worden op zeer grote schaal geëxploiteerd, lange tijd uitsluitend in Duitsland en Frankrijk (Elzas), thans ook elders, bijv. Spanje, Polen, in Palestina (Dode Zee) en in de V.S. Pogingen om op lonende wijze uit niet oplosbare verbindingen kalium te winnen, zijn steeds mislukt. Plantaardige as vormt thans nog slechts een weinig belangrijke bron.
Van vele zuren zijn de kaliumzouten, die beter kristalliseren en minder hygroscopisch zijn, in laboratorium en apotheek de meest gebruikelijke, voor de industrie zijn echter de goedkopere natriumzouten belangrijker. Verreweg het grootste deel van de winning wordt als kalimeststoffen gebruikt, het overige is verdeeld over talrijke zouten, vooral nitraat, hydroxyde en carbonaat.
Kalium is een zilverwit zeer zacht metaal, dat met water heftig reageert, waarbij waterstof ontstaat, die ontvlamt. Het wordt, vaak in de vorm van knikkers, onder paraffine-olie bewaard. In droge lucht verhit, ontbrandt het, met de halogenen reageert het explosief. Het sm.pt is 62,3 gr. C., de dichtheid 0,87. Kalium kleurt de vlam violet, hetgeen echter naast de gele kleur van geringe hoeveelheden natrium meestal alleen door een blauw glas (kobaltglas) goed te zien is (spectraallijnen in het rood bij 7699 en 7665 A en in het violet bij 4045 A).
Reeds bij bestraling met licht van een golflengte korter dan 5460 A wordt een electron uit het sterk electropositieve kaliummetaal vrijgemaakt (photo-electrisch effect); vandaar het gebruik van kalium in photocellen (z ook caesium). Het metaal wordt evenals natrium verkregen door electrolyse van gesmolten hydroxyde of cyanide; het heeft zeer geringe practische betekenis. Kalium is zeer zwak /3-radioactief; dit wordt veroorzaakt door een isotoop met massa 40, dat voor 0,01 pet voorkomt; de halveringstijd is omstreeks een milliard jaar.
Kaliumverbindingen.
Met waterstof vormt kalium een zoutachtige hydride KH. Met zuurstof kunnen drie verbindingen: kaliumoxyde KjO, het peroxyde K2O3 en het gele tetroxyde K,04 worden gevormd. Bij de verbranding met overmaat zuurstof ontstaat dit laatste, dat met water KOH, H2O2 en O2 geeft. Met stikstof kan een nitride K3N ontstaan, dat bij verhitting ontleedt.
Kaliumhydroxyde, KOH (ook nog wel kaliloog of bijtende kali genoemd) — in het Engels wordt deze verbinding als potash aangeduid, verg. soda ash = natriumhydroxyde — is het hydroxyde, dat met het eerstgenoemde oxyde overeenkomt. Het is een witte kristallijne stof, die zeer hygroscopisch is en bij 360 gr. C. smelt (s.g. 2,04). In zuivere kwaliteit komt het in de handel meestal voor in de vorm van pijpjes of als tabletten. De vloeibare 50 pct loog dient echter voor technisch gebruik. In water is de oplosbaarheid zeer groot (bij 20 gr.
C. 112 delen in 100 delen water), evenals in methyl- en aethylalkohol. Bij het oplossen komt veel warmte vrij. Zowel de vaste als de oplossing binden gretig het koolzuurgas; als zodanig is het geschikter dan natriumhydroxyde. De bereiding is geheel analoog aan die van de natriumverbinding (z natrium), nl. door electrolyse van een oplossing van het chloride. De voornaamste toepassing vindt het kaliumhydroxyde bij de bereiding van de zachte zeep of kalizeep.
Kaliumfluoride KF en kaliumbifluoride KHF2 zijn wel de belangrijkste fluoriden (z fluor). Kaliumchloride komt in onzuivere toestand in de natuur voor (sylvien). Als meststof wordt het na enige zuivering onder de naam kali-zout gebruikt (z kalimeststoffen). Het zuivere chloride is bitter van smaak. Belangrijker is het bromide, of broomkali, dat niet hygroscopisch is en goed kristalliseert en dat in de fotografische industrie en als zenuwstillend middel wordt gebruikt. Kaliumjodide is van het element jodium de meest bekende verbinding.
Bromide en jodide worden bereid door de omzetting van kaliloog met broom of jodium en aansluitende verhitting en reductie met kool of door dubbele omzetting van ijzerhalogeniden met potas. Bij de laatste drie halogeniden is steeds het kaliumzout minder hygroscopisch en gemakkelijker kristalliseerbaar dan de natriumzouten. Kaliumhypochloriet wordt gevormd door chloor in KOH te leiden: Cl2 + 2 KOH = KCl + KCIO (z chloor); deze oplossing is Eau de la Barraque (ook Labarraque geschreven), die vroeger als bleekmiddel diende.
Kaliumchloraat, KCl03, (bereiding en eigenschappen z chloor).
Kaliumperchloraat, KCl04, komt in kleine hoeveelheden in Chilisalpeter voor en is daarin een schadelijk bestanddeel (z voorts chloor).
Kaliumcyanide, cyaankali, is weer het bekendste zout van cyaanwaterstofzuur (z cyaan).
Kaliumcarbonaal (sm.pt 891 gr., s.g. 2,43) is de oorspronkelijke potas (zie echter boven bij kaliumhydroxyde), die door uitlogen van plantenas werd verkregen. Dit gebeurde, althans nog kort geleden, met de as van hout (1 kg uit 1500 kg hout), van zonnebloemenstengels in Rusland, tabakstengels op Java, met druivenresten in Frankrijk, uit waswater van ruwe wol (3 pet van het wolgewicht) en uit melasseresten (10 pet van de melasse). Betekenis heeft dit echter niet meer. Op deze wijze zijn de potas en daarmede de kaliumzouten in het algemeen veel eerder bekend geraakt dan de soda en de overeenkomstige natriumzouten. De bereiding van potas gebeurt niet zoals van soda volgens het Solvay-proces, maar door het inleiden van koolzuur in de hydroxyde-oplossing, gevormd bij de electrolyse van kaliumchloride. Het eindproduct, kristal-potas, is K2CO3H2O, dat echter ook watervrij in de handel komt, welke gecalcineerde potas dan vooral in de glasindustrie wordt gebruikt voor het maken van kaliglas.
Kaliumnitraat (sm.pt 334 gr., s.g. 2,11), (kali)salpeter (= zout uit steen), was sedert de uitvinding van het buskruit een belangrijke stof. Lange tijd werd het slechts gewonnen uit het afschraapsel van de muren van stallen en huizen. De muursalpeter is meestal calciumnitraat, met kaliumcarbonaat ontstaat dan kaliumnitraat. In de Napoleontische tijd werden ook salpeterplantages aangelegd, bestaande uit hopen, gevormd uit mest, dierlijke afval, humus enz., gemengd met houtas (K3CO2), die regelmatig met gier werden besproeid. In de loop van jaren ontstond aldus salpeter, die er werd afgekrabd en geraffineerd. Veel salpeter werd ook in Bengalen gewonnen uit het straatvuil. Sedert 1860 evenwel wordt de kalisalpeter practisch uitsluitend verkregen door dubbele omzetting van natron (= Chili)salpeter met kaliumchloride: NaNOs + KCl KN03 + NaCl.
Doordat van deze vier stoffen het natriumchloride bij hoge temperatuur de geringste oplosbaarheid heeft, zet zich dit af bij indampen. Uit de hete moederloog kristalliseert bij af koelen het kaliumnitraat uit. Daar kalisalpeter niet, natronsalpeter wel hygroscopisch is, is de eerste veel beter geschikt voor de buskruit vervaardiging. Voorts wordt het in de ceramische industrie gebruikt en een weinig wel bij het conserveren van vlees, zoals ham, ter verkrijging van een rode kleur. Daar vroeger het ruwe zout salpeter bevatte, is men nl. aan deze kleur gewend geraakt. Als kalimeststof heeft salpeter minder betekenis dan samengestelde meststoffen, zoals kaliammonsalpeter, KN03.NH4Cl e.d. Door het lage sm.pt, nog verder te verlagen tot ca 150 gr., door toevoegen van natriumnitriet, wordt het gebruikt als een badvloeistof voor hoge temperaturen (z bad).
Kaliumbicarbonaat wordt net als het natriumzout verkregen door inleiden van koolzuur in een oplossing van kaliumcarbonaat. Bij verhitting splitst het koolzuur af; technisch belang heeft het veel minder dan het natriumzout.
Kaliumsulfaat wordt uit kaliumchloride bereid met behulp van magnesiumsulfaat. Daarbij ontstaat het vrij moeilijk oplosbare kalimagnesia: K3SO4.MgSO4.6H2O, overeenkomende met schöniet mineraal. Dit kan als chloorvrije kalimeststof gebruikt worden ofwel kan hieruit door omzetting in warmte met meer kaliumchloride het kaliumsulfaat gewonnen worden, dat bij afkoeling vervolgens uitkristalliseert, daar het in de koude weinig oplosbaar is. Het dient voor het bereiden van aluin.
Kaliumpermanganaat (z mangaan), kaliumchromaat (z chroom), zijn wederom voorbeelden, dat de kaliumzouten door geringere hygroscopiciteit voordeel hebben boven de natriumzouten.
Terwijl de meeste kaliumzouten goed oplosbaar zijn, maken enkele een uitzondering hierop, en deze kunnen dan ook gebruikt worden voor de kwantitatieve analyse. Zo kaliumkobaltnitriet (z kobalt), zuur kaliumtartraat (z wijnsteenzuur), kaliumplatinachloride K3PtCl, (z platina), kaliumperchloraat KCIO4 (z chloor). In plaats van deze tijdrovende gravimetrische bepalingen is in de latere tijd sterk op de voorgrond getreden, vooral voor seriebepalingen in de bodem, in bloed enz., de vlamphotometrische methode. Hierbij wordt photo-electrisch het blauwviolette licht gemeten, uitgezonden door een nauwkeurig gestandaardiseerde vlam, waarin de kaliumzoutoplossing wordt verstoven. Voor talrijke andere kaliumzouten zij verwezen naar de desbetreffende zuren.
PROF. DR J. A. A. KETELAAR
Lit.: Ullmann, Enz. der technischen Chemie, 6, 315, 386 (1930); Thorpe, Dict. of Applied Chemistry 10 (1950).
