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CARATTERISTICHE GENERALI

Il potassio, il cui simbolo deriva dal nome latino kalium col quale l'elemento fu designato in Germania, fu ottenuto per la prima volta da H. Dayy nel 1807 per elettrolisi dell'idrossido fuso.

Il potassio è abbondante in natura e costituisce in media il 2,40% in peso della crosta terrestre; nell'acqua di mare il contenuto medio è dello 0,04%. Data la sua altissima reattività chimica, e analogamente agli altri metalli alcalini, il potassio in natura non si rinviene mai allo stato libero ma combinato per lo più sotto forma di numerosi silicati, tra i quali in particolare i feldspati, le miche, la leucite.

Allo Stato elementare il potassio è un solido bianco-argenteo, lucente se appena tagliato, a basso punto di fusione, molle e leggero. Appartiene alla famiglia dei metalli alcalini: è pertanto un elemento fortemente elettropositivo (ancora più reattivo del sodio) e si comporta generalmente da energico riducente tendendo allo stato di os­sidazione +1. Con l'ossigeno dell'aria reagisce energicamente formando ossido e superossido, mentre la reazione con l'acqua è tanto violenta da provocare l'incendio dell'idrogeno sviluppato anche alla temperatura di -100 °C. A causa della sua grande reattività, viene conservato e messo in commercio in cubetti o bastoncini immersi in olio minerale, cherosene o petrolio, verso i quali è inerte.

Reagisce in modo quasi esplosivo con gli alogeni, con lo zolfo fuso, il fosforo e gli acidi forti; meno violentemente reagisce con monossido di carbonio e con ammoniaca gassosa (con la quale forma potassioammide KNH2). A temperature più elevate reagisce con l'idrogeno, riduce a metalli gli ossidi e i sali di diversi elementi metallici, e attacca la silice e molti silicati; non reagisce invece con azoto, silicio e boro.

COMPOSTI

La chimica dei composti del potassio è molto semplice, perché questo elemento, come gli altri della famiglia dei metalli alcalini, risulta esclusivamente monovalente, con un carattere nettamente metallico.

I composti del potassio a carattere salino sono incolori, a meno che non derivino da anioni di per sé colorati, e sono quasi tutti assai solubili in acqua, eccetto il perclorato e pochi altri.

Bruciando il potassio metallico con un eccesso di aria si formano  l'ossido  K₂O  e  il superossido KO₂;   con  l'idrogeno al disopra dei 300°C si trasforma nell' idruro KH, un solido bianco che reagisce violentemente con l’acqua.

L'idrossido, KOH, comunemente indicato con i vecchi nomi di idrato di potassio o di potassa caustica, è uno dei composti più noti e importanti del potassio. E' una base molto forte, più della soda caustica: la potassa caustica si può ottenere purissima trattando il solfato di potassio con l'idrossido di bario (potassa caustica alla barite). Si presenta in masse bianche cristalline deliquescenti e viene messa in commercio in soluzione al 50% oppure in pezzi, in polvere o scaglie, fusa in cilindri o pastiglie (potassa caustica all'alcol). Allo stato fuso assorbe l'ossigeno dell'aria. Viene usata nell' industria dei saponi e dei detersivi, dei fiammiferi, come elettrolita per accumulatori al ferro-nichel o al nichel-cadmio, come disidratante per gas.

Il carbonato o potassa (K₂CO₃), polvere bianca solubilissima in acqua, fortemente alcalina, viene prodotto su larga scala secondo diversi procedimenti (p.e. per carbonatazione dell'idrossido), o recuperato come sottoprodotto della sgrassatura della lana, dai residui di lavorazione delle barbabietole da zucchero: è il principale prodotto di partenza per la preparazione dei sali potassici puri; viene adoperato nella fabbricazione dei vetri duri, di ceramiche e di smalti; in molte applicazioni è preferito al carbonato di sodio per la sua maggiore solubilità in acqua.

Il nitrato di potassio, KNO3, o salnitro, è un noto costituente della polvere pirica e conservativo alimentare.

Tra gli ossidi di potassio, il monossido K₂O, che con acqua forma l'idrossido, ha applicazioni nell'industria vetraria e ceramica e in chimica come componente di catalizzatori utilizzati in processi industriali. Il perossido (K₂O₂), ottenibile per azione dell'ossigeno su una soluzione di potassio in ammoniaca, a temperature prossime a quella di fusione (490 °C), è un energico ossidante che tende a decomporsi in ossido e ossigeno. All'aria si ossida facilmente a superossido (KO₂).

UTILIZZO

Le applicazioni del potassio metallico sono limitate; la maggior parte del metallo prodotto viene utilizzato per ottenere il superossido KO₂, il rimanente quasi tutto per trasformarlo nelle leghe con il sodio che vengono usate come fluidi trasportatori di calore e come reagenti in alcune produzioni chimiche. Un consumo largamente maggiore trovano i sali di potassio: di questi, oltre il 90% della produzione mondiale viene assorbito dall'impiego come fertilizzanti, il rimanente viene usato particolarmente per la preparazione dell'idrossido e di alcuni sali come il permanganato e il dicromato e nella produzione del vetro.

PRODUZIONE

I silicati naturali non sono convenientemente utilizzabili per l'estrazione del potassio e dei suoi sali, essendo per lo più molto difficilmente attaccabili dagli agenti chimici. Quello più facilmente attaccabile è la leucite, diffusa e abbondante in molte rocce di origine vulcanica, che però, a causa di una serie di difficoltà tecniche, non viene utilizzata sul piano industriale. Per l'estrazione dei sali di potassio, dai quali si ottiene poi anche il metallo, si utilizzano invece i minerali solubili che si rinvengono in grandi giacimenti salini di origine marina accompagnati dal salgemma, e cioè soprattutto la silvite o silvina (KCl) e la carnallite.

La produzione del potassio metallico, in origine (Davy, 1807) basata sull'elettrolisi dell'idrossido di potassio fuso, è attualmente realizzata facendo agire sul cloruro di potassio fuso il sodio metallico, operando in speciali apparecchi nei quali il potassio metallico, che a mano a mano si forma, distilla e i suoi vapori vengono condensati a parte. Infatti facendo reagire in ambiente anidro ad alta temperatura il cloruro fuso con vapori di sodio; si stabilisce così un equilibrio tra

 Na + KCl  =  NaCl + K

che, operando sulla temperatura, si può spostare nel senso di produrre potassio puro ovvero una lega dei due metalli (sodio e potassio) separabili per distillazione frazionata.

Il potassio metallico si ottiene anche riducendo con carbone o silicio l'idrossido o altri composti.