Água do mar contém cerca de 400 ppm de potássio. Tem tendência a assentar, e consequentemente acaba em sedimentos na sua maioria. Os rios geralmente contêm cerca de 2-3 ppm de potássio. Esta diferença é causada principalmente por uma grande concentração de potássio nos basaltos oceânicos. O granito rico em cálcio contém até 2,5% de potássio. Na água este elemento está presente principalmente como iões K+ (aq).
40K é um isótopo de potássio radioactivo naturalmente abundante. A água do mar contém uma concentração natural de cerca de 4,5 . 10-5 g/L.
Em que forma e de que forma o potássio reage com a água?
O potássio reage rápida e intensamente com água, formando uma solução básica incolor de hidróxido de potássio e gás hidrogênio, de acordo com o seguinte mecanismo de reação:
2K (s) + 2H2O (l) -> 2KOH (aq) + H2 (g)
Esta é uma reação exotérmica e o potássio é aquecido a tal extensão que queima uma chama púrpura. Adicionalmente, o hidrogénio libertado durante a reacção reage fortemente com oxigénio e inflama-se. O potássio reage com água mais lentamente do que o rubídio, que é colocado sob o potássio na tabela periódica. Reage com água mais rapidamente que o sódio, que é colocado mais alto na tabela periódica.
Solubilidade do potássio e dos compostos de potássio
O potássio não é solúvel em água, mas reage com água, como foi explicado anteriormente. Os compostos potássicos podem ser solúveis em água. Exemplos são o dicromato de potássio com uma solubilidade em água de 115 g/L, o permanganato de potássio com uma solubilidade em água de 76 g/L, o iodeto de potássio com uma solubilidade em água de 92 g/L, e o iodeto de potássio, dos quais mesmo até 1480 g podem ser dissolvidos num litro de água.
Por que está presente o potássio na água?
O potássio ocorre em vários minerais, dos quais pode ser dissolvido através de processos meteorológicos. Exemplos são os feldspatos (ortoclase e microclina), que no entanto não são muito significativos para a produção de compostos potássicos, e os minerais cloro carnalite e silvite, que são mais favoráveis para fins de produção. Alguns minerais argilosos contêm potássio. Acaba na água do mar através de processos naturais, onde se instala principalmente em sedimentos.
O potássio elementar é extraído do cloreto de potássio, mas não serve a muitos propósitos devido ao seu extenso poder reativo. É aplicado em ligas e em síntese orgânica.
Um número de compostos de potássio, principalmente nitrato de potássio, são populares fertilizantes sintéticos.95% do potássio comercialmente aplicado é adicionado a fertilizantes sintéticos. Sais de potássio e misturas de compostos de magnésio e cálcio também são aplicados regularmente. A regeneração libera águas residuais que são perigosas quando descarregadas em águas superficiais, e que são difíceis de purificar.
O potássio é aplicado na produção de vidro para torná-lo mais forte e sólido. Este vidro é aplicado principalmente em telas de televisão. Outros compostos de potássio são aplicados na produção de sabão líquido, adicionados a medicamentos ou infusões, ou aplicados em fotografia ou bronzeamento. Na maioria dos casos, o potássio não é o ingrediente ativo, mas sim o ânion adjacente. Isto também se aplica à aplicação de clorato de potássio em fósforos e fogos de artifício, e para nitrato de potássio em pó. Os álcoois potássicos são bases para cola de papel e são aplicados como enchimento de borracha sintética.
Os compostos potássicos são os compostos químicos básicos mais reactivos, que se aplicam, por exemplo, aos hidróxidos de potássio e nitratos. O hidróxido de potássio forma potassa cáustica e é aplicado em detergentes, amaciantes, sabão verde, dessulfurização de absorvedores de óleo e dióxido de carbono.
Outros exemplos de aplicação de compostos de potássio incluem iodeto de potássio para medições da capacidade oxidativa de amostras de resíduos, dicromato de potássio para medições da capacidade oxidativa de matéria orgânica na ciência do solo e tratamento biológico de águas residuais, e aureato de dicano de potássio, que é um composto de ouro solúvel em água extremamente tóxico que é aplicado para o douramento técnico. Os compostos de potássio podem acabar nas águas residuárias através da urina. Uma aplicação incomum está aumentando a quantidade de chuva em regiões secas através do cloreto de potássio. Ele é liberado logo abaixo das nuvens dos aviões, sobe e duplica a quantidade de umidade nas nuvens, fazendo com que comece a chover mais forte.
Como a liberação de potássio dos aterros sanitários para resíduos domésticos é geralmente excepcionalmente alta, este composto pode ser aplicado como um indicador para outros compostos tóxicos nas águas subterrâneas.
Quais são os efeitos ambientais do potássio na água?
O potássio é um requisito dietético para quase todos os organismos, excepto um número de bactérias, porque desempenha um papel importante nas funções nervosas.
O potássio desempenha um papel central no crescimento das plantas, e muitas vezes limita-o. O potássio de material vegetal e animal morto é frequentemente ligado a minerais argilosos nos solos, antes de se dissolver na água. Consequentemente, ele é prontamente absorvido pelas plantas novamente. A lavoura pode perturbar este processo natural. Consequentemente, o fertilizante potássico é muitas vezes adicionado aos solos agrícolas. As plantas contêm cerca de 2% de potássio (massa seca) em média, mas os valores podem variar entre 0,1-6,8%. As larvas de mosquito contêm entre 0,5 e 0,6% de potássio, e os besouros contêm entre 0,6 e 0,9% de potássio (massa seca). Os sais de potássio podem matar células vegetais devido à alta actividade osmótica.
O potássio é pouco perigoso na água, mas propaga-se muito rapidamente, devido à sua mobilidade relativamente alta e baixo potencial de transformação. A toxicidade do potássio é geralmente causada por outros componentes de um composto, por exemplo, cianeto em cianeto de potássio.
O valor LD50 para ratos é de 5 mg/kg. Para bromato de potássio isto é 321 mg/kg, e para fluoreto de potássio isto é 245 mg/kg. Exemplos de valores LD50 para organismos aquáticos incluem 132 mg/L para peixes e 1,16 mg/L para dáfnias.
Um de três isótopos de potássio naturais é 40K, que é radioactivo. Suspeita-se que este composto cause modificações nos genes das plantas e dos animais. No entanto, não tem uma classe de toxicidade radioactiva, devido à sua origem natural. Há um total de doze isótopos instáveis de potássio.
Quais são os efeitos do potássio na água sobre a saúde?
O potássio é um requisito dietético para nós, e nós tomamos cerca de 1-6 g por dia com um requisito de 2-3,5 g por dia. A quantidade total de potássio no corpo humano situa-se entre 110 e 140 g e depende principalmente da massa muscular. Os músculos contêm a maioria do potássio após os glóbulos vermelhos e o tecido cerebral.
Onde o sódio do seu oponente está presente nos fluidos intracelulares, o potássio está principalmente presente dentro das células. Ele preserva a pressão osmótica. A relação do potássio nas células com o potássio no plasma é 27:1, e é regulada por meio de bombas de sódio-potássio.
As funções vitais do potássio incluem seu papel no estímulo nervoso, contrações musculares, regulação da pressão sanguínea e dissolução de proteínas. Ele protege o coração e as artérias, e pode até prevenir doenças cardiovasculares. A relação do sódio com o potássio costumava ser de 1:16, e agora é de cerca de 3:1, o que impede principalmente a alta absorção de sódio.
A escassez de potássio é relativamente rara, mas pode levar à depressão, fraqueza muscular, distúrbio do ritmo cardíaco e confusão. A perda de potássio pode ser uma consequência de diarréia crônica ou doença renal, porque o equilíbrio físico do potássio é regulado pelos rins. Quando os rins operam insuficientemente, a ingestão de potássio deve ser limitada para evitar maiores perdas.
O contacto da pele com metais potássicos resulta em corrosão cáustica por potássio. Isto é mais perigoso do que a corrosão ácida, porque continua ilimitadamente. As gotas de potássio cáusticas são muito prejudiciais aos olhos.
A ingestão de uma série de compostos de potássio pode ser particularmente prejudicial. Em altas doses o cloreto de potássio interfere com os impulsos nervosos, o que interrompe praticamente todas as funções corporais e afeta principalmente o funcionamento do coração. O alúmen de potássio pode causar queixas estomacais e náuseas em concentrações tão baixas quanto 2 g, e pode ser corrosivo e até letal em concentrações mais elevadas. O carbonato de potássio é letal para adultos em doses superiores a 15 g. O mesmo se aplica ao tartarato de potássio a 1 g, e ao cianeto de potássio a apenas 50 mg. O dicromato de potássio é letal entre 6 e 8 g, e 30 g de nitrato de potássio causa intoxicação grave, que pode resultar em morte. Devido ao seu mecanismo fortemente corrosivo, concentrações de hidróxido de potássio entre 10 e 12 ml em um cáustico de 15% podem ser letais. O permanganato de potássio é aplicado em lixívia e desinfecção, e é letal entre 5 e 8 g.
Que tecnologias de purificação da água podem ser aplicadas para remover o potássio da água?
O potássio pode ser removido da água por meio de osmose inversa.
O potássio é aplicado na purificação da água. Por exemplo, o permanganato de potássio é aplicável para a oxidação de compostos transportados pela água, tais como a remoção de ferro ou manganês, e desinfecção. No entanto, isto não é geralmente recomendado. A aplicação de permanganato de potássio torna possível determinar a capacidade oxidativa da matéria orgânica na água. Geralmente isto excede a CBO. O dicromato de potássio é aplicado para determinação da DQO.
Literatura e os outros elementos e sua interação com a água