بحث عن البوتاسيوم

البُوتَاسْيُوم هو عنصر كيميائي رمزه K (من اللاتينية kalium عبر العربية القَلْيَة) وعدده الذرّي 19. ينتمي العنصر في الجدول الدوري إلى مجموعة الفلزّات القلوية، إذ هو ثالث عناصر المجموعة الأولى، كما يقع ضمن عناصر الدورة الرابعة. البوتاسيوم فلزٌّ لونه أبيض فضّي، وهو طري بالشكل الكافي بحيث يمكن قطعه بسكّين. يتفاعل البوتاسيوم بسرعة مع الأكسجين الموجود في الهواء الجوّي لتتشكّل عليه طبقة رقيقة من بيروكسيد البوتاسيوم الأبيض بعد ثوانٍ من التعرّض. عُزِلَ هذا العنصر الكيميائي لأوّل مرّة من البوتاس، وهو رماد يُستخرَج من بعض النباتات مثل أشنان القلي، وكان يسمّى بالعربية القَلْيَة.
يحوي البوتاسيوم على إلكترون تكافؤ وحيد في الغلاف الإلكتروني الخارجي، والذي يمكن أن يتخلّى عنه بسهولة مشكلّاً أيون موجب؛ لذلك فالبوتاسيوم نشيط كيميائياً، ويشكّل العديد من الأملاح؛ وبسبب النشاط الكيميائي الكبير فلا يوجد هذا العنصر في الطبيعة بشكله العنصري الحرّ الطبيعي، إنّما فقط على شكل أملاح، فهو يوجد منحلّاً في ماء البحر بنسبة مقدارها 0.04% وزناً. كما يدخل البوتاسيوم في تركيب العديد من المعادن مثل الأورثوكلاز، وهو مكوّن شائع للغرانيت وعددٍ من الصخور النارية الأخرى.
يشبه البوتاسيوم في خواصّه الكيميائية عنصر الصوديوم الذي يسبقه في مجموعة الفلزّات القلوية بشكل كبير، وذلك من حيث طاقة التأيّن ونمط التفاعلات الكيميائية. فالبوتاسيوم العنصري يتفاعل على سبيل المثال بشكلٍ عنيف مع الماء أيضاً مولّداً كمّية كافية من الحرارة لإشعال غاز الهيدروجين الناتج عن التفاعل، ومحترقاً بلهبٍ ليلكي. هناك ثلاثة نظائر طبيعية للبوتاسيوم، منها النظير 40K (بوتاسيوم-40) المشعّ، وبما أنّ البوتاسيوم يوجد طبيعياً في جسم الإنسان، لذلك فإنّ هناك كمّية من الإشعاع الطبيعي في الجسم ناتجة عن هذا العنصر.
يعدّ البوتاسيوم ذا أهمّية حيوية لجسم الإنسان على كافّة مستويات الخلايا في الجسم، فهو إلى جانب الصوديوم في مضخّة الصوديوم والبوتاسيوم، والتي تساعد في الحفاظ على جهد الراحة ونقل الإشارة وتنظيم أداء الخلية بشكل طبيعي. يؤدّي اختلال المستويات الطبيعية للبوتاسيوم في الجسم، سواءً في العوز (النقص) أو الفرط، إلى حدوث عوارض مرضية متعدّدة، تتضمّن على سبيل المثال الاختلال في نَظْم ضربات القلب. توجد هناك العديد من المصادر الغذائية الطبيعية الحاوية على البوتاسيوم مثل الخضار والفواكه الطازجة.
للبوتاسيوم العديد من التطبيقات الصناعية، من بينها دخوله في صناعة المنظّفات والأسمدة.

التاريخ وأصل التسمية

عُرفَ البوتاس منذ القدم، وهو رمادٌ يستخرَج من بعض النباتات مثل أشنان القلي، وكان يسمّى في المنطقة العربية بعدّة أسماء منها القَلْيَة. إلّا أنّه لم يكن يعتقَد على الأغلب أنّها مادة مختلفة عن باقي أملاح معادن الصوديوم، إذ كان يُتعامَل على أنها مادة ملحية مثل باقي الأملاح.
كان غيورغ إرنست شتال من أوائل من حصل على براهين تجريبية دفعته للاقتراح بوجود اختلاف جوهري بين أملاح الصوديوم والبوتاسيوم سنة 1702؛ ثمّ تمكّن هنري لويس دوهاميل دو مونسو من البرهنة على وجود ذلك الاختلاف سنة 1736. لم يُعرَف التركيب الكيميائي الدقيق لمركّبات البوتاسيوم والصوديوم، كما لم تُعرَف الحالة العنصرية لكليهما أيضاً، لذلك لم يُدرجْهُما أنطوان لافوازييه في قائمة العناصر الكيميائية التي نشرها سنة 1789. لفترةٍ طويلة، كان التطبيق الوحيد ذو الأهمّية للبوتاس ينحصر في إنتاج الزجاج وفي عمليات القَصْر (التبييض) وفي صناعة الصابون، وكذلك في تحضير البارود على هيئة نترات البوتاسيوم.

همفري ديفي.

عَزَل همفري ديفي فلزّ البوتاسيوم لأوّل مرّة سنة 1807 من مصهور البوتاس الكاوي (هيدروكسيد البوتاسيوم) بعمليّة تحليل كهربائي باستخدام عمود فلطائي، والذي كان حديث الاختراع حينئذٍ. يعدّ البوتاسيوم بذلك أوّل الفلزّات المعزولة بعملية تحليل كهربائي. في فترةٍ لاحقةٍ من ذات السنة تمكّن ديفي من عزل عنصر الصوديوم بنفس الأسلوبـ وذلك من الصودا الكاوية، ممّا برهن بشكل قطعي عملي أنّ الفلزّين متمايزَين عن بعضهما. أطلقَ ديفي على العنصر المُكتَشف حديثاً اسم بوتاسيوم، وذلك اشتقاقاً من لفظ البوتاس؛ في حين أنّ الاسم اللاتيني للعنصر هو كاليوم Kalium، وتعود جذور تلك التسمية إلى الكلمة العربية «القَلْيَه» (رماد الأشنان)، والتي لها صلة مع كلمة قلوي. بناءً على الاسم اللاتيني مُنِحَ العنصر الرمزَ K. كان للكيميائي الألماني مارتن كلابروت دوراً في ذلك، إذ اكتشف سنة 1797 وجود البوتاس في معدَنَي الليوسيت والليبيدوليت، ثم تابع أبحاثه ليعلن اكتشاف عنصر جديد، واقترح إطلاق اسم «كالي kali» عليه. في سنة 1809 اقترح لودفيج فيلهلم غيلبرت على ديفي أن يسمّي العنصر الذي اكتشقه باسم كاليوم؛ ثم قام يونس ياكوب بيرسيليوس سنة 1814 باعتماد التسمية الأخيرة عند تصنيفه للعناصر، وكان من أعطى ذلك العنصر الرمزَ الكيميائي K. لا تزال تسمية «كاليوم» مستخدَمة في الدول الناطقة باللغة الألمانية.
كان لاكتشاف يوستوس فون ليبيغ سنة 1840 أنّ البوتاسيوم مهمٌ حيوياً للنباتات، دوراً في زيادة الطلب على أملاح البوتاسيوم. أدّى اكتشاف خامات طبيعية من المعادن الحاوية على كلوريد البوتاسيوم سنة 1868 بالقرب من شتاسفورت في ألمانيا إلى زيادة إنتاج الأسمدة الحاوية على البوتاسيوم، وذلك على نطاق صناعي.

الأصل والوفرة الطبيعية

يدخل البوتاسيوم في تركيب الفلسبار.

يتشكّل البوتاسيوم في المستعرات العظمى من عملية التخليق النووي من الذرّات والعناصر الأخفّ، وخاصّة داخل المستعر الأعظم من النمط الثاني (II) عن طريق عملية حرق الأكسجين المتفجّرة. يتشكّل النظير 40K أيضاً بواسطة عملية التقاط النيوترون البطيئة وكذلك من عملية احتراق النيون.
يحتلّ البوتاسيوم المرتبة العشرين من حيث وفرة العناصر الكيميائية في المجموعة الشمسية، والمرتبة السابعة عشرة من حيث وفرة العناصر وزناً في كوكب الأرض. يشكّل البوتاسيوم حوالي 2.6% وزناً من القشرة الأرضية، وهو بذلك يحتلّ المرتبة السابعة من حيث وفرة العناصر في تلك الطبقة. يبلغ تركيز البوتاسيوم في ماء البحر مقدار 0.39 غ/ل، وهو أقلّ بحوالي 27 مرّة من تركيز الصوديوم.
لا يوجد البوتاسيوم على شكله العنصري في الطبيعة بسبب نشاطه الكيميائي الكبير، فهو يتفاعل مع أكسجين الهواء ومع الماء؛ يعدّ معدن الأرثوكلاز (فلسبار البوتاسيوم) من المعادن الشائعة المكوّنة للصخور. يحوي الغرانيت على سبيل المثال 5% من البوتاسيوم؛ كما يدخل البوتاسيوم في تركيب عددٍ آخر من المعادن مثل السيلفيت KCl والكارناليت KCl·MgCl2·6H2O والكاينيت MgSO4·KCl·3H2O واللانغباينيت MgSO4·K2SO4، وهي معادن توجد في المتبخّرات الكبيرة المترسّبة في كافّة أنحاء العالم، وتتميّز بأن مؤلّفة من طبقات متباينة في الانحلالية، إذ تكون أقلّها انحلاليةً متوضّعة في الأسفل والأكثر انحلاليةً في الأعلى. تتشكّل ترسّبات النتر (نترات البوتاسيوم) من تفكّك المواد العضوية، خاصّة في الكهوف، وتحت شروط خاصة.

المحتار معجب بهذا

الموضوع الأصلي: بحث عن البوتاسيوم || الكاتب: ضيّ الروح || المصدر: منتديات غرام الشوق

www.gram-alshoog.com

منتديات | منتدى | منتديات غرام | منتديات عامه

برامج | سيارات | هاكات | استايلات | برمجه | منتديات عامه