Potasio

Potasioa 19 zenbaki atomikoa duen elementu kimikoa da, K ikurraz adierazten dena, latinez Kalium esaten baita. Zuri-zilar koloreko metal alkalinoa da, taula periodikoko lehenengo taldekoa, alegia. Ur gaziarekin eta mineralekin harremana duten elementuen artean ugaria da naturan. Airean erraz oxidatzen da; oso erreaktiboa da, bereziki, uretan eta kimikoki sodioaren antzekoa da.

Potasioa
19 Argona ← Potasioa → Kaltzioa
19 K                                                                                                                                                                                                                                           Taula periodikoa
Ezaugarri orokorrak
Izena, ikurra, zenbakia	Potasioa, K, 19
Serie kimikoa	Metal alkalinoak
Taldea, periodoa, orbitala	1, 4, s
Masa atomikoa	39.0983 g/mol
Konfigurazio elektronikoa	Ar 4d1
Elektroiak orbitaleko	2, 8, 8, 1
Propietate fisikoak
Egoera	solido
Dentsitatea	(0 °C, 101,325 kPa) 0.89 g/L
Urtze-puntua	336.53 K (63.38 °C, 1398 °F)
Irakite-puntua	1032 K (759 °C, 1398 °F)
Urtze-entalpia	2,334 kJ·mol−1
Bero espezifikoa	(25 °C) 757 J·mol−1·K−1
Lurrun-presioa P/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k T/K
Propietate atomikoak
Kristal-egitura	kubikoa
Oxidazio-zenbakia(k)	1
Elektronegatibotasuna	0,82 (Paulingen eskala)
Ionizazio-potentziala	1.a: 418.8 kJ/mol 2.a: 3052 kJ/mol 3.a: 4420 kJ/mol
Erradio atomikoa (batezbestekoa)	220 pm
Erradio atomikoa (kalkulatua)	243 pm
Erradio kobalentea	196 pm
Van der Waalsen erradioa	275 pm
Isotopo egonkorrenak
Potasioaren isotopoak iso UN Sd-P D DE (MeV) DP 39K %93.26 K egonkorra da 20 neutroirekin 40K Sintetikoa 1.277×109 u β- 1.311 40Ca ε 1.505 40Ar β+ 1.505 40Ar 41K %6.73 K egonkorra da 22 neutroirekin

Ezaugarri nagusiak

Metalen artean, bosgarren arinena da potasioa; laban batekin erraz mozten den solido biguna da, eta fusio-tenperatura baxua dauka. More koloreko garra sortzen du, eta zilar kolorekoa da azala airearekiko kontaktuan dagoenean, erraz oxidatzen bada. Horregatik, oliotan gordeta mantendu ohi da. Beste metal alkalinoek bezala, urarekin bortizki erreakzionatzen du, eta hidrogenoa askatzen du. Are gehiago, uraren presentzian espontaneoki sutu daiteke.

Aplikazioak

• Potasio metala zelula fotoelektrikoetan erabiltzen da.
• Potasio kloruroak eta nitratoak ongarri modura erabiltzen dira.
• Potasio peroxidoa suhiltzaileen eta meatzarien arnasketa-aparatu autonomoetan erabiltzen dira.
• Potasio nitratoak bolbora fabrikatzeko erabiltzen dira eta, kromato eta dikromatoak, aldiz, piroteknian.
• Potasio karbonatoa kristalen sintesian erabiltzen da.
• NaK aleazioa, hau da, sodioaren eta potasioaren arteko aleazioa, bero-transferentziako materialetan erabiltzen da.
• Potasio kloruroa injekzio letaletan erabiltzen da bihotz-gelditzeak eragiteko.

Beste potasio-gatz garrantzitsu batzuk dira bromuroa, zianuroa, hidroxidoa, ioduroa eta sulfatoa.

K+ ioia kromosomen muturretan (telomeroetan) dago, eta horien egitura egonkortzen du. Era berean, ioi hexahidratatuak (magnesio ioiak bezala) DNA eta RNA molekulen egiturak egonkortzen ditu, fosfato taldeen karga negatiboa konpentsatzen baitu.

Bestalde, sodio-ponpari esker, zelularen barruan eta kanpoan behar diren K⁺ eta Na⁺ ioien kontzentrazioak lortzen dira, K⁺ ioien kontzentrazioak altuagoak izanik zelula kanpoan, nerbio-bulkada posible izan dadin.

Zenbait jaki potasioz aberatsak dira: barazki batzuk (brokolia, erremolatxa, alberjini eta azalorea), babarrunak eta fruta batzuk (bananak eta hezurdunak; ahuakatea, arbeletxekoa, muxika, gereziak eta arana, besteak beste).

Odoleko potasio maila baxuak hipopotasemia eragiten du.

Landareen hazkunderako oinarrizko elementua da potasioa, landareek gehien kontsumitzen diren hiruen artean egonik. Izan ere, potasio-ioiak, lurzoru gehienetan aurkitzen dira eta arnasketan parte hartzen dute.

Historia

1807an Humphry Davy-k potasio izena jarri zion, latin zientifikotik potassium eta alemanetik pottasche, lapiko errautsa. Elektrolisi bidez isolatu zen lehenengo elementu metalikoa da.

Davyk berak, hau esan zuen 1807ko azaroaren 19an Royal Society of Londonen: "Potasa zati txiki bat jarri nuen platinozko disko isolatu baten gainean, 250 kobre- eta zink-plakadun bateria elektriko baten alde negatiboarekin aktibitate bizian komunikatzen zena. Alde positiboarekin kontaktuan zegoen platino-hari batek potasaren aurpegiaren goialdearekin kontaktuan jarri zen. Tresna osoak aire librean funtzionatzen zuen. Egoera horretan aktibitate bizi bat agertu zen: potasa bere bi elektrizazio-puntuetan urtzen hasi zen. Goiko aurpegian (positiboan), eferbeszentzia gertatu zen, askatu zen jariakin elastiko baten eraginez; beheko aurpegian (negatiboan), ez zen jariakin elastikorik askatu, baina bai merkurio-globuluen antzekoa zen metal-distiradun globuluak. Horietako globulu batzuk, eztanda eta gar distiratsuekin erretzen ziren eratzen ziren heinean; beste batzuek, aldiz, distira galtzen zuten gutxinaka-gutxinaka, eta zuri koloreko zarakar batez estaltzen ziren. Globulu horiek bilatzen ari nintzen substantzia eratzen zuten; erregai berezi bat zen, potasaren oinarria: potasioa.”^[1]

Aurkikuntzak Antoine Lavoisierren hipotesia baieztatzen zuen, eta hortik dator horren garrantzia. Lavoisierrek zioen sosak eta potasak berun eta zilar oxidoek bezala azidoekin erreakzionatzen zutenez, metalaz eta oxigenoaz osatuta egon behar zutela, eta hori frogatua izan zen potasioa isolatzean eta aste baten ondoren sodioa, sosaren elektrolisitik. Gainera, potasioa lortzeak beste elementu batzuk aurkitzen lagundu zuen, oso erraktiboa denez oxidoak deskonposatzeko eta oxigenoa atzitzeko gaitasun handia baitu. Horrela isolatu ziren silizioa, boroa eta aluminioa..

Ugaritasuna

Potasioak lurrazaleko % 2,4 osatzen du, zazpigarren ugariena izanik. Haren  disolbagarritasuna dela eta, oso zaila da metal purua eskuratzea mineraletatik. Horrez gain, itsas hondo eta lakuetan, potasio-mineralen  gordailu handiak daude, karnalita, langbeinita, polihalita eta silvina, besteak beste. Bertan, metalaren eta horren gatzen erauzketa ekonomikoki bideragarria da.

Ezaugarri kimikoak

Potasioa airetik babesturik egon behar da metalaren korrosioa ekiditeko, alegia, oxido eta hidroxido bihurtzea ekiditeko. Askotan, laginak, kerosenoa bezalako ingurune erreduzitzaileetan mantentzen dira. Beste metal alkalinoek bezala, potasioak bortizki erreakzionatzen du urarekin, eta hidrogenoa sortzen du. Erreakzioa bortitzagoa da litioaren edo sodioaren urarekiko erreakzioa baino, eta isuritako hidrogeno gasa pizteko bezain exotemikoa da. Potasioak ur-aztarnekin ere azkar erreakziona dezakeenez, eta eratzen diren produktuak iraunkorrak direnez, maiz, bakarrik edo NaK erara (ingurune-tenperaturan likidoa den sodio-aleazioa) bezala erabiltzen da destilazioaren aurretik disolbatzaileak lehortzeko. Izan ere, potasioa lehorgailu sendoa da. Potasio hidroxidoak bortizki erreakzionatzen du karbono dioxidoarekin, K⁺ ioiaren energia altua dela eta. K⁺ ioia koloregabea da uretan. Potasioaren banaketa-metodoen artean hauspeatzea dago, zenbaitetan analisi grabimetriko bidez egiten dena.

Isotopoak

Potasioaren 17 isotopo ezagutzen dira, horietatik hiru naturalak: ³⁹K (% 93,3), ⁴⁰K (% 0,01) eta ⁴¹K (% 6,7). ⁴⁰K isotopoa 1,278x10⁹ urtekoa den semidesintegrazio periodo batean, bihurtzen da ⁴⁰Ar (% 11,2) egonkor, elektroi-harrapaketa eta positroi-igorpenaren bidez, eta soberako %88,8 β desintegrazio bidez bihurtzen da ⁴⁰Ca.

⁴⁰K-aren  ⁴⁰Ar-rako desintegrazioa arroken dataziorako metodo moduan erabiltzen da. K-Ar metodo konbentzionala arrokek eratzen direnean argonik ez dutelako hipotesian datza. Hipotesi horren arabera, eratzen den argona ez da sortzen arrokatik beretik, potasioaren desintegraziotik baizik. Potasioaren eta ⁴⁰Ar-aren kantitatearen neurketa eta datazio-prozedura horren aplikazioa egokia da mineralen adina determinatzeko, adibidez, feldespato bolkanikoarena, moskobitarena, biotitarena eta hornblendarena. Oro har, alteraziorik jasan ez duten arroka bolkanikoetan eta intrusiboetan erabiltzen da.

Arroken dataziorako ez ezik, potasioaren isotopoak klimaren ikerketan erabilitzen dira. Gainera, potasioa bizitzarako beharrezkoa den makronutrientea denez, nutrienteen zikloaren ikerketan ere erabiltzen da.

⁴⁰K isotopoa potasio naturalean nahiko kantitatean dago, eta, beraz, potasio komertziala iturri erradioaktibo modura erabil daiteke eskoletako praktika eta erakustaldietan.

Funtzio biologikoa

Potasioa Gorputzean

Potasioa giza organismoko zelula arteko likidoko katioi nagusia da. ^[2] Hainbat prozesutan hartzen du parte: uraren oreka normalean, zelulen eta likido inserstizaialaren arteko oreka osmotikoan, eta organismoaren pH-ak eragindako azido-base orekan.^[3] Potasioa garrantzitsua da baita gihar-uzkurdurarako eta aktibitate neuromuskularrerako ere. Izan ere, giza organismoaren akzio-potentzialen bidez gertatzen den nerbio-bulkaden transmisioan hartzen du parte. Haien ezaugarri kimiko eta elektrostatikoengatik, potasio ioiak sodio ioiak baino txikiagoak dira eta, beraz, ioi-kanalek eta zelula-mintzen ponpek bi ioi mota horiek bereiz ditzakete: aktiboki edo pasiboki ponpatu, eta ioietako bat pasatzen utzi eta bestearen pasabidea oztopa dezakete.^[4] Potasioak zelula-garapena sustatzen du eta horren zati bat muskuluetan gihar mailan gordetzen da; hortaz, giharra eratzen denean (hazkunde eta garapen prozesuak),ezinbestekoa da potasio-hornidura egokia. Potasio serikoaren mailaren jaitsierak (3,5 meq/L azpitik), hipokalemia deritzen baldintzak eragiten ditu, kaltegarriak izan daitezkeenak: beherakoa, diuresi areagotua, gonbitoak eta deshidratazioa. Gabeziaren sintomen artean aipatzekoak dira gihar ahultasuna, nekea, astenia, urdail-hesteetako kalanbreak, idorreria, elektrokardiogramaren anormaltasunak eta bihotzeko arritmiak. Kasu larrienetan, arnas-paralisia eta alkalosia ere eragin ditzake.^[5]

Hiperkalemia, edo 5,5meq/L-ko potasioaren igoera, arazo elektrolitiko larrienetakoa da, hainbat faktorek eragin dezakete: gehiegizko ekarpena (aho bidezkoa edo odol-bidearen bidezkoa), birbanaketa (zelula barruko likidotik zelulatik kanpokora) edo ondesteko iraizketaren murrizketagatik. Oro har, agerpen klinikoak 6,5meq/L-tik gorako kontzentrazioarekin agertzen dira, eta hauek dira garrantzitsuenak: arazo kardiobaskularrak, aldaketak egonik elektrokardiogrametan, elektrogramaren aldaketetak, arritmia bentrikularra eta asistolea (bihotz-gelditzea) eragiten dituztenak maila neuromuskularrean, aldiz, parestesiak, ahultasuna eta arnas falta gertatzen dira eta maila gastrointestinalean, goragaleak eta gonbitoak.

Xurgapena, iragazketa eta iraizketa

Potasioa azkar xurgatzen da heste meharrean. Digeritutako potasioaren % 80 eta % 90 artean iraizten da gernuan, eta gainerakoa gorotzetan galtzen da. Giltzurrunek potasio-balioak normal mantentzen dituzte aldosterona hormonaren eraginpean iraizteko, birxurgatzeko eta jariatzeko duten gaitasunari esker.^[6] Potasioak sodioarekin batera erregulatzen du fluido eta elektrolitoen balantzea organismoan, bi horiek nagusiak baitira organismoaren gorputzeko fluido guztietan, bai zelula barrukoetan (potasioa), bai zelulatik kanpokoetan (sodioa). Plasmako sodio-kontzentrazioa 145 meq/L ingurukoa da, eta, potasioarena, aldiz, 3,5-4,5 meq/L-koa. Plasma giltzurrunen glomeruluen bidez iragazten da oso kantitate altuetan, 180L/eguneko gutxi gorabehera.^[7]

Egunero dietan irentsitako sodioa eta potasioa birxurgatu egin behar dira; sodioa plasmaren bolumena eta presio osmotikoa zuzen mantentzeko behar den adina birxurgatu behar da; potasioa, berriz, katioaren kontzentrazio serikoak 4,8 meq/L-tan (190 miligramo inguru) mantentzeko birxurgatu behar da. Sodio-ponpa operatibo mantendu behar da beti sodioa kontserbatzeko. Potasioa ere kontserbatu behar da batzuetan baina, plasmako potasio kantitateak hain txikiak direnez, eta zelula mailako sodio-kontzentrazioa ia hiru aldiz handiagoa denez, potasioaren egoera ez da hain kritikoa. Potasioa modu pasiboan garraiatzen da^[8][9] sodioaren kontrako fluxu bati erantzunez eta, beraz,  gernuak ezin ditu inoiz serumeko potasio-kontzentrazioak murriztu, ur-iraizketa aktiboa gertatzen den kasu bakanetan izan ezik. Potasioa birritan jariatzen da, eta hiru aldiz birxurgatzen da gernua giltzurrunaren tubulu biltzaileetara heldu aurretik.^[10] Puntu horretara plasmako kontzentrazio berean egoten da potasioa normalean. Potasioa dietatik ezabatuko balitz, giltzurrunaren gutxieneko potasio-iraizketa 200mg/egun ingurukoa izan beharko litzateke, astebetean serumeko potasioa gutxi gorabehera  3,0 meq/L-tara jaisten denean.^[11] Sodio/potasio ponpari esker, zelula barruan eta zelulatik kanpo behar diren  K+ eta Na+ ioien kontzentrazioak lortzen dira. Nerbio-bulkadaren trasnmisioa ahalbidetzeko, K⁺ ioien kontzentrazioak altuagoak izan behar dira zelula barruan zelulatik kanpo baino.

Arriskuak

Potasio solidoak bortizki erreakzionatzen du urarekin, sodioa baino errezago. Horregatik, likido egoki batean gorde behar da, oliotan edo kerosenotan, adibidez.^[12]

Erreferentziak

1. 1778-1829., Davy, Humphry, Sir,. (1935). The decomposition of the fixed alkalies and alkaline earths.. PMC 219174356. (Noiz kontsultatua: 2022-11-03).
2. Lawton, Kirk; Cook, R.L.. (1954). «Potassium in Plant Nutrition» Advances in Agronomy (Elsevier): 253–303. (Noiz kontsultatua: 2022-11-03).
3. Auteur., Campbell, Neil A. (1946-2004).. Biologie. ISBN 978-0-13-409341-3. PMC 1197965520. (Noiz kontsultatua: 2022-11-03).
4. Lockless, Steve W; Zhou, Ming; MacKinnon, Roderick. (2007-05-01). «Structural and Thermodynamic Properties of Selective Ion Binding in a K+ Channel» PLoS Biology 5 (5): e121.  doi:10.1371/journal.pbio.0050121. ISSN 1545-7885. (Noiz kontsultatua: 2022-11-03).
5. Teo, Gloria. (2021-08-12). «Diagnosis dan Tatalaksana Kegawatdaruratan Hiperkalemia» Cermin Dunia Kedokteran 48 (8): 305.  doi:10.55175/cdk.v48i8.1447. ISSN 2503-2720. (Noiz kontsultatua: 2022-11-03).
6. 1922-, Williams, Sue Rodwell,. ([©1973]). Nutrición y dietoterapia. Pax-México, Libreria Carlos Cesarman PMC 651341643. (Noiz kontsultatua: 2022-11-03).
7. Deaton, Lewis. (2008-11-18). «Osmotic and Ionic Regulation in Molluscs» Osmotic and Ionic Regulation (CRC Press): 107–133. (Noiz kontsultatua: 2022-11-03).
8. Bennett, Cleaves M.; Brenner, Barry M.; Berliner, Robert W.. (1968-01-01). «Micropuncture study of nephron function in the rhesus monkey» Journal of Clinical Investigation 47 (1): 203–216.  doi:10.1172/jci105710. ISSN 0021-9738. (Noiz kontsultatua: 2022-11-03).
9. Aman, Bogdan; Ciobanu, Gabriel. (2020-10-29). «Arithmetic Abilities of the Living Cell Pumps» 2020 International Conference on e-Health and Bioengineering (EHB) (IEEE)  doi:10.1109/ehb50910.2020.9280287. (Noiz kontsultatua: 2022-11-03).
10. Wright, Fred S.. (1977-06). «Sites and mechanisms of potassium transport along the renal tubule» Kidney International 11 (6): 415–432.  doi:10.1038/ki.1977.60. ISSN 0085-2538. (Noiz kontsultatua: 2022-11-03).
11. Squires, Russell D.; Huth, Edward J.. (1959-07-01). «EXPERIMENTAL POTASSIUM DEPLETION IN NORMAL HUMAN SUBJECTS. I. RELATION OF IONIC INTAKES TO THE RENAL CONSERVATION OF POTASSIUM*» Journal of Clinical Investigation 38 (7): 1134–1148.  doi:10.1172/jci103890. ISSN 0021-9738. (Noiz kontsultatua: 2022-11-03).
12. Mechanik, H. K.. (1960-06-11). «DANGER IN USE OF POTASSIUM PERMANGANATE» Journal of the American Medical Association 173 (6): 712.  doi:10.1001/jama.1960.03020240100030. ISSN 0002-9955. (Noiz kontsultatua: 2022-11-03).

Kanpo estekak

• Datuak: Q703
• Multimedia: Potassium / Q703