Av Allan Robinson Uppdaterad 24 mars 2022
Helmut Feil/iStock/GettyImages
Kalium (K), atomnummer 19, är en mycket reaktiv alkalimetall. I sin rena form är det en mjuk, silvervit metall som reagerar häftigt med vatten. På grund av dess reaktivitet hanteras elementärt kalium sällan utanför specialiserade laboratorier; de flesta industriella användningsområden involverar kaliumföreningar, såsom kaliumklorid, i gödningsmedel och andra tillämpningar.
År 1807 demonstrerade Sir Humphry Davy den första framgångsrika isoleringen av kalium genom att elektrolysera smält kaliumklorid som härrör från träaska. Denna klassiska laboratorieteknik utförs än idag som en demonstration av elektrolys, men den kräver stränga säkerhetsåtgärder.
Elektrolysen av kaliumhydroxid (KOH) fortskrider enligt följande ekvation:
KOH → K+ + OH⁻
När en elektrisk ström appliceras migrerar kaliumjoner (K⁺) till katoden, där de reduceras till metalliskt kalium. Hydroxidjoner (OH⁻) finns kvar i lösningen.
Fäst isolerade metalltrådar till polerna på ett 9-V batteri. Anslut ledningen till den positiva terminalen (anod) och den andra till den negativa terminalen (katoden). Det metalliska kaliumet kommer att avsättas på katoden.
Lägg rå träaska i en värmebeständig metallskål. Använd en bunsenbrännare och värm försiktigt upp askan tills den blir vit och smälter till en trögflytande vätska. Detta smälta material är rikt på kaliumhydroxid och kallas vanligen för kaliumklorid.
Ta försiktigt bort brännaren och sänk omedelbart ned batteriledningarna i den smälta kaliumkloriden, placera anoden och katoden i motsatta ändar. Låt strömmen flyta tills det smälta materialet börjar sputtera och det metalliska kaliumet synligt samlas vid katoden. När reaktionen upphör, koppla ur batteriet.
Överför den uppsamlade metallen till en andra metallskål och låt den svalna till rumstemperatur. Resultatet är en liten mängd mycket rent metalliskt kalium.
Kalium är extremt farligt. Förvara metallen i en behållare med mineralolja eller en förseglad torr miljö för att förhindra oavsiktlig kontakt med fukt. Utför alltid experimentet bakom en sprängsköld och med en brandsläckare klassad för metallbränder. Denna procedur är endast lämplig för erfarna kemister som arbetar i ett korrekt utrustat laboratorium.
