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Potasio

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Potasio
Argón ← Potasio → Calcio
Na
  Lattice body centered cubic.svg
 
19		 K
  
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
K
Rb
Tabela completa • Tabela estendida
Informação geral
Nome, símbolo, número Potasio, K, 19
Série química Metais alcalinos
Grupo, período, bloco 1, 4, s
Densidade 856 kg/m3
Dureza Mohs {{{dureza}}}
Aparência Blanco plateado
K,19.jpg
N° CAS 7440-09-7
N° EINECS {{{EINECS}}}
Propriedades atómicas
Massa atómica 39,0983 ou
Rádio médio 220 pm
Rádio atómico (calc) 243 pm (Rádio de Bohr)
Rádio iónico {{{rádio_iónico}}}
Rádio covalente 196 pm
Rádio de vão der Waals 275 pm
Configuração electrónica [Ar]4s1
Elétrons por nível de energia 2, 8, 8, 1 (Imagem)
Estado(s) de oxidación 1 (base forte)
Óxido {{{óxido}}}
Estrutura cristalina cúbica centrada no corpo
Propriedades físicas
Estado ordinário Sólido
Ponto de fusão 336,53 K
Ponto de ebullición 1032 K
Ponto de inflamabilidad {{{P_inflamabilidad}}} K
Entalpía de vaporización 79,87 kJ/mol
Entalpía de fusão 2,334 kJ/mol
Pressão de vapor 1,06×10-4 Pa a 336,5 K
Temperatura crítica  K
Pressão crítica  Pa
Volume molar m3/mol
Velocidade do som 2000 m/s a 293.15 K (20 °C)
Vários
Electronegatividad (Pauling) 0,82
Calor específico 757 J/(K·kg)
Conductividad térmica 102,4 W/(K·m)
1.ª Energia de ionización 418,8 kJ/mol
2.ª Energia de ionización 3052 kJ/mol
3.ª Energia de ionización 4420 kJ/mol
4.ª Energia de ionización 5877 kJ/mol
5.ª Energia de ionización 7975 kJ/mol
6.ª Energia de ionización 9590 kJ/mol
7.ª Energia de ionización 11343 kJ/mol
8.ª Energia de ionización 14944 kJ/mol
9.ª Energia de ionización 16963,7 kJ/mol
10.ª Energia de ionización 48610 kJ/mol
Isótopos mais estáveis
iso AN Período MD Ed PD
MeV
39K93,26%Estável com 20 neutrones
40K0,012%1,277 × 109 anosβ-
ε		1,311
1,505		40Ca
40Ar
41K6,73%Estável com 22 neutrones
Nota: unidades segundo o SE e em CNPT, salvo indicação contrária.

O potasio é um elemento químico da tabela periódica cujo símbolo é K (do latín Kalium e do árabe. القلية, DMG a o-qalya, "cinza de plantas"), cujo número atómico é 19. É um metal alcalino, branco-plateado que abunda na natureza, nos elementos relacionados com a água salgada e outros minerales. Se oxida rapidamente no ar, é muito reactivo, especialmente em água, e parece-se quimicamente ao sodio. É um elemento químico essencial.

Conteúdo

Características principais

Potasio.

É o quinto metal mais ligeiro e liviano; é um sólido macio que se corta com facilidade com uma faca, tem um ponto de fusão muito baixo, arde com lume violeta e apresenta uma cor plateado nas superfícies não expostas ao ar, em cujo contacto se oxida com rapidez, o que obriga ao armazenar recoberto de azeite.

Ao igual que outros metais alcalinos reage violentamente com a água desprendendo hidrógeno, inclusive pode inflamarse espontaneamente em presença de água.

Aplicações

Outros sais de potasio importantes são o bromuro, cianuro, potasio, yoduro, e o sulfato.

O ion K+ está presente aos extremos dos cromosomas (nos telómeros) estabilizando a estrutura. Assim mesmo, o ion hexahidratado (ao igual que o correspondente ion de magnésio) estabiliza a estrutura do DNA e do ARN compensando o ónus negativo dos grupos fosfato.

A bomba de sodio é um mecanismo pelo qual se conseguem as concentrações requeridas de iones K+ e Na+ dentro e fora da célula —concentrações de iones K+ mais altas dentro da célula que no exterior— para possibilitar a transmissão do impulso nervoso.

As hortalizas (brócoli, remolacha, berenjena e coliflor) e as frutas (os bananos e as de osso, como aguacate, albaricoque, melocotón, cereza, ciruela), são alimentos ricos em potasio.

O descenso do nível de potasio no sangue provoca hipopotasemia.

É um dos elementos essenciais para o crescimento das plantas —é um dos três que se consomem em maior quantidade— já que o ion potasio, que se encontra na maioria dos tipos de solo, intervém na respiração.

História

O potasio, do latín científico potassium, e este do neerlandés pottasche, cinza de pote, nome com que o baptizou Humphry Davy ao o descobrir em 1807 , foi o primeiro elemento metálico isolado por electrólisis , se for o caso do hidróxido de potasio (KOH), composto de cujo nome latino, Kalĭum, prove o símbolo químico do potasio.

O próprio Davy fazia o seguinte relato de sua descoberta ante a Royal Society of London o 19 de novembro de 1807: «Coloquei um pequeno fragmento de potasa sobre um disco isolado de platino que comunicava com o lado negativo de uma batería eléctrica de 250 placas de cobre e zinco em plena actividade. Um fio de platino que comunicava com o lado positivo foi posto em contacto com a cara superior da potasa. Todo o aparelho funcionava ao ar livre. Nestas circunstâncias manifestou-se uma actividade muito viva; a potasa começou a fundir-se em seus dois pontos de electrización. Teve na cara superior (positiva) uma viva efervescencia, determinada pelo desprendimiento de um fluído elástico; na cara inferior (negativa) não se desprendia nenhum fluído elástico, mas pequenos glóbulos de vivo brilho metálico completamente semelhantes aos glóbulos de mercurio. Alguns destes glóbulos, à medida que se formavam, ardiam com explosão e lume brilhante; outros perdiam pouco a pouco seu brilho e se cobriam finalmente de uma costra branca. Estes glóbulos formavam a substância que eu procurava; era um princípio combustível particular, era a base da potasa: o potasio.»[1]

A importância da descoberta radica em que confirmou a hipótese de Antoine Lavoisier de que se a sosa e a potasa reagiam com os ácidos de igual modo que os óxidos de chumbo e prata era porque estavam formados da combinação de um metal com o oxigénio, extremo que se confirmou ao isolar o potasio e tão só em uma semana depois o sodio por electrólisis da sosa. Ademais, a obtenção do potasio permitiu a descoberta de outros elementos, já que dada seu grande reactividad é capaz de decompor óxidos para combinar-se e combinar-se com o oxigénio; deste modo puderam isolar-se o silício, o boro e o alumínio.

Abundância e obtenção

O potasio constitui da ordem de 2,4% em peso da corteza terrestre sendo o sétimo mais abundante. Devido a seu solubilidad é muito difícil obter o metal puro a partir de seus minerales. Ainda assim, em antigos leitos marinhos e de lagos existem grandes depósitos de minerales de potasio (carnalita, langbeinita, polihalita e silvina) nos que a extracção do metal e seus sais é economicamente viável.

A principal mina de Potasio é a potasa que se extrai em Califórnia , Alemanha, Novo México, Utah e outros lugares. Em Saskatchewan (Canadá) há grandes depósitos de potasa a 900 m de profundidade que no futuro podem se converter em fontes importantes de potasio e sais de potasio.

Os oceanos também podem ser provedores de potasio, mas em um volume qualquer de água salgada a quantidade de potasio é muito menor que a de sodio, diminuindo o rendimento económico da operação.

Gay-Lussac e Thénard utilizaram em 1808 um método consistente em fundir a potasa e fazê-la atravessar ferro aquecido ao alvo para obter o potasio, método que se empregou até 1823, ano em que Brunner obteve o metal aquecendo ao vermelho vivo uma mistura de carbonato potásico e carvão. Ambos métodos tinham um rendimento muito deficiente, até que Sainte-Claire Deville descobriu que o método de Brunner melhorava utilizando na mistura carbonato cálcico. Na actualidade o metal obtém-se por electrólisis de seu hidróxido em um processo que tem sofrido tão só pequenas modificações desde a época de Davy.

Propriedades químicas

O potasio deve ser protegido do ar para prevenir a corrosão do metal pelo óxido e hidróxido. Com frequência, as mostras são mantidas baixo um médio redutor como o queroseno. Como outros metais alcalinos, o potasio reage violentamente com água, produzindo hidrógeno. A reacção é notavelmente mais violenta que a do litio ou sodio com água, e é suficientemente exotérmica para que o gás hidrógeno desenvolvido se acenda. Como o potasio reage rapidamente com ainda os rastros da água, e seus produtos de reacção são permanentes, às vezes é usado só, ou como NaK (uma liga com o sodio que é líquida a temperatura ambiente) para secar solventes dantes da destilación. Neste papel, o potasio serve como um potente disecante. O hidróxido de potasio reage fortemente com o dióxido de carbono, devido à alta energia do ion K+. O ion K+ é incoloro na água. Os métodos de separação do potasio incluem precipitação, algumas vezes por análises gravimétrico.

Isótopos

Conhecem-se dezassete isótopos de potasio, três deles naturais 39K (93,3%), 40K (0,01%) e 41K (6,7%). O isótopo 40K, com um período de semidesintegración de 1,277×109 anos, decae a 40 Ar (11,2%) estável mediante captura electrónica e emissão de um positrón, e o 88,8% restante a 40 Ca mediante desintegração β.

A desintegração do 40K em 40 Ar emprega-se como método para a datación de rochas. O método K-Ar convencional baseia-se na hipótese de que as rochas não continham argón quando se formaram e que o formado não escapou delas se não que foi retido de maneira que o presente prove completa e exclusivamente da desintegração do potasio original. A medida da quantidade de potasio e 40Ar e aplicação deste procedimento de datación é adequado para determinar a idade de minerales como o feldespato vulcânico, moscovita, biotita e hornblenda e em general as mostras de rochas vulcânicas e intrusivas que não têm sofrido alteração.

Para além da datación, os isótopos de potasio utilizaram-se muito em estudos do clima, bem como em estudos sobre o ciclo dos nutrientes por ser um macro-nutriente requerido para a vida.

O isótopo 40K está presente ao calcio natural em quantidade suficiente como pára que os sacos de compostos de potasio comercial possam empregar nas demonstrações escoares como fonte radiactiva.

Papel biológico

Potasio no corpo

O potasio, é o catión maior do líquido intracelular do organismo humano. Está envolvido na manutenção do equilíbrio normal da água, o equilíbrio osmótico entre as células e o fluído intersticial[2] e o equilíbrio ácido-base, determinado pelo pH do organismo. O potasio também está envolvido na contracção muscular e a regulação da actividade neuromuscular, ao participar na transmissão do impulso nervoso através dos potenciais de acção do organismo humano. Devido à natureza de suas propriedades electrostáticas e químicas, os iones de potasio são maiores que os iones de sodio , pelo que os canais iónicos e as bombas das membranas celulares podem distinguir entre os dois tipos de iones; bombear activamente ou passivamente permitindo que um destes iones passe, enquanto bloqueia ao outro.[3] O potasio promove o desenvolvimento celular e em parte é armazenado a nível muscular, portanto, se o músculo está a ser formado (períodos de crescimento e desenvolvimento) um adequado abastecimento de potasio é essencial. Uma diminuição importante nos níveis de potasio sérico (inferior 3,5 meq/L) pode causar condições potencialmente fatais conhecida como hipokalemia, com resultado com frequência de situações como diarrea, diuresis incrementada, vómitos e deshidratación. Os sintomas de deficiência incluem: debilidade muscular, fadiga, astenia, choques, a nível gastrointestinal: íleo, estreñimiento, anormalidades no electrocardiograma, arritmias cardíacas, e em causas severas parálisis respiratórias e alcalosis.[4]

A hiperkalemia, ou aumento dos níveis de potasio acima de 5,5 meq/L, é um dos transtornos electrolíticos mais graves e pode ser causado por aumento do contribua (oral ou parenteral: via sanguínea), redistribución (do liquido intracelular ao extracelular) ou diminuição da excreción renal. Pelo geral, as manifestações clínicas aparecem com níveis maiores a 6,5 meq/L, sendo as principais: cardiovasculares: com mudanças no electrocardiograma, arritmias ventriculares e asístole (desemprego cardíaco), a nível neuromuscular: parestesias, debilidade, falha respiratória e a nível gastrointestinal náuseas e vómitos.[4]

Absorción, filtración e excreción

O potasio é absorvido de forma rápida desde o intestino delgado. Entre 80 e 90% do potasio ingerido é excretado na urina, o resto é perdido nas fezes. Os riñones mantêm os níveis normais de potasio em suero através de sua habilidade de filtrar, reabsorber e excretar potasio baixo a influência da hormona aldosterona.[5] Conjuntamente com o sodio, ambos regulam o balanço entre fluídos e electrolitos no organismo, já que são os principais cationes do líquido intracelular (potasio) e extracelular (sodio) dos fluídos corporales totais do organismo. A concentração do sodio no plasma é cerca de 145 meq/L, enquanto a do potasio é de 3,5 a 4,5 meq/L (em plasma). O plasma é filtrado através dos glomérulos dos riñones em quantidades enormes, cerca de 180 L/dia[6] . Diariamente o sodio e potasio ingerido na dieta deve ser reabsorbido; o sodio deve ser reabsorbido tanto como seja necessário para manter o volume do plasma e a pressão osmótica correctamente, enquanto o potasio deve ser reabsorbido para manter as concentrações séricas do catión em 4,8 meq/L (cerca de 190 miligramos) (6). A bomba de sodio deve manter-se sempre operativa para conservar o sodio. O potasio deve ser conservado algumas vezes, mas dado que as quantidades de potasio em plasma são tão pequenas, e a concentração de potasio a nível celular é cerca de três vezes maior, a situação não é tão crítica para o potasio. Dado que o potasio transporta-se passivamente[7] [8] em resposta a um fluxo contrário ao sodio, a urina nunca pode diminuir as concentrações de potasio em suero, excepto algumas vezes onde se observe uma excreción activa de água. O potasio é secretado duplamente e reabsorbido três vezes dantes de que a urina atinja os túbulos colectores do riñón.[9] A este ponto usualmente atinge-se a mesma concentração em plasma. Se o potasio fosse eliminado da dieta, obrigaria ao riñón a uma excreción mínima de potasio ao redor de 200 mg/dia quando o potasio em suero decline a 3,0 meq/L em uma semana aproximadamente.[10] A bomba de sodio/potasio é um mecanismo pelo qual se conseguem as concentrações requeridas de iones K+ e Na+ dentro e fora da célula —concentrações de iones K+ mais altas dentro da célula que no exterior— para possibilitar a transmissão do impulso nervoso.

Potasio na dieta

A ingesta adequada de potasio pode ser geralmente garantida ao consumir uma variedade de alimentos que contenham potasio, e a deficiência é muito rara em indivíduos que consumam uma dieta equilibrada. Os alimentos que são fonte alta de potasio incluem: as hortalizas (brócoli, remolacha, berenjena e coliflor) e as frutas (os bananos, os plátanos e as de osso, como uva, albaricoque, melocotón, cereza, ciruela, etc.), são alimentos ricos em potasio.[11] O potasio é o terceiro mineral mais abundante em nosso corpo. Está implicado na reacção dos nervos, no movimento muscular e em sua manutenção saudável.

Os alimentos que possuem mais potasio são, as judias ou chauchas que contribui 1300 mg de potasio c/ 100 g, o germen de trigo que nos contribui uns 842 mg de potasio c/ 100 g, a palta ou chamado em alguns países aguacate que contribui 600 mg c/ 100 g, a soja contribui 515 mg c/ 100 g, as nozes nos contribuem 441 mg de potasio c/ 100 g, banana ou chamados plátanos contribuem 396 mg c/ 100 g.[12]

As dietas altas em potasio podem reduzir o risco de hipertensión e a deficiência de potasio combinada com uma inadequada ingesta de tiamina tem produzido mortes em ratos experimentales.[13]

Os suplementos de potasio em medicina são usados na maioria em conjunto com diuréticos de alça e tiazidas, uma classe de diuréticos que diminui os níveis de sodio e água corporal quando isto é necessário, mas a sua vez causam também perdida de potasio na urina. Indivíduos nefrópatas ou que sofram de doença renal, podem sofrer efeitos adversos sobre a saúde ao consumir grandes quantidades de potasio. Na insuficiencia renal crónica, os pacientes que se encontram baixo tratamento recebendo diálisis renal devem receber uma dieta estrita no conteúdo de potasio contribuído, dado que os riñones controlam a excreción de potasio, o agregado de potasio serico por falha renal, pode causar problemas fatais como uma arritmia cardíaca fatal. A hipercalemia aguda pode ser reduzida através de tratamento com soda via oral,[14] glucosa,[15] [16] hiperventilación[17] e perspiración.[18]

Precauções

O potasio sólido reage violentamente com a água, mais inclusive que o sodio, pelo que se tem de conservar inmerso em um líquido apropriado como azeite ou queroseno.

Veja-se também

Referências

  1. ↑ Humphry Davy (1808). «[Expressão errónea: operador < inesperado On Some New Phenomena of Chemical Changes Produced by Electricity, Particularly the Decomposition of Fixed Alkalies, and the Exhibition of the New Substances which Constitute their Bases: and on the Geral Nature of Alkaline Bodies]». Philosophical Transactions of the Royal Society. 
  2. ↑ Campbell, Neil (1987). Biology, pp. 795. ISBN 0-8053-1840-2.
  3. ↑ Lockless SW, Zhou M, MacKinnon R.. «Structural and thermodynamic properties of selective ion binding in a K+ channel». Laboratory of Molecular Neurobiology and Biophysic, Rockefeller University. Consultado o 08-03-2008.
  4. ↑ a b Sánchez, C. Restrepo J. Hiperkalemia/Hiopkalemia. [1]]
  5. ↑ Mahan, K. Escott S. Nutricion e Dietoterapia de Krause.1996
  6. ↑ Potts, W.T.W.; Parry, G. (1964). Osmotic and ionic regulation inanimals , Pergamon Press.
  7. ↑ Bennett CM, Brenner BM, Berliner RW (1968). «[Expressão errónea: operador < inesperado Micropuncture study of nephron function in the rhesus monkey]». J Clin Invest 47 (1):  pp. 203–216. PMID 16695942. 
  8. ↑ Solomon AK (1962). «[Expressão errónea: operador < inesperado Pumps in the living cell]». Sci. Am. 207:  pp. 100–8. PMID 13914986. 
  9. ↑ Wright FS (1977). «[Expressão errónea: operador < inesperado Sites and mechanisms of potassium transport along the renal tubule]». Kidney Int. 11 (6):  pp. 415–32. doi:10.1038/ki.1977.60. PMID 875263. 
  10. ↑ Squires RD, Huth EJ (1959). «[Expressão errónea: operador < inesperado Experimental potassium depletion in normal human subjects. I. Relation of ionic intakes to the renal conservation of potassium]». J. Clin. Invest. 38 (7):  pp. 1134–48. doi:10.1172/JCI103890. PMID 13664789. 
  11. ↑ http://www.pamf.org/patients/pdf/potassium_count.pdf
  12. ↑ «Alimentos ricos em potasio».
  13. ↑ Folis, R.H. (1942). «[Expressão errónea: operador < inesperado Myocardial Necrosis in Rats on a Potassium Low Diet Prevented by Thiamine Deficiency]». Bull. Johns-Hopkins Hospital 71:  pp. 235. 
  14. ↑ Berliner RW, Kennedy TJ, Orloff J (1951). «[Expressão errónea: operador < inesperado Relationship between acidification of the urine and potassium metabolism; effect of carbonic anhydrase inhibition on potassium excretion]». Am. J. Med. 11 (3):  pp. 274–82. doi:10.1016/0002-9343(51)90165-9. PMID 14877833. 
  15. ↑ Knochel JP (1984). «[Expressão errónea: operador < inesperado Diuretic-induced hypokalemia]». Am. J. Med. 77 (5A):  pp. 18–27. doi:10.1016/S0002-9343(84)80004-2. PMID 6496556. 
  16. ↑ Kolb H, Burkart V (1999). «[Expressão errónea: operador < inesperado Nicotinamide in type 1 diabetes. Mechanism of action revisited]». Diabetes Care 22 Suppl 2:  pp. B16–20. PMID 10097894. 
  17. ↑ Kilburn KH (1966). «[Expressão errónea: operador < inesperado Movements of potassium during acute respiratory acidosis and recovery]». J Appl Physiol 21 (2):  pp. 679–84. PMID 5934480. 
  18. ↑ Consolazio CF, Matoush O, Nelson RA, Harding RS, Canham JE (1963). «[Expressão errónea: operador < inesperado Excretion of sodium, potassium, magnesium and iron in human sweat and the relation of each to balanço and requirements]». J. Nutr. 79:  pp. 407–15. PMID 14022653. 

Bibliografía

Enlaces externos

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