Door Allan Robinson Bijgewerkt op 24 maart 2022

Helmut Feil/iStock/GettyImages

Kalium (K), atoomnummer 19, is een zeer reactief alkalimetaal. In zijn pure vorm is het een zacht, zilverwit metaal dat heftig reageert met water. Vanwege zijn reactiviteit wordt elementair kalium zelden buiten gespecialiseerde laboratoria gehanteerd; Bij de meeste industriële toepassingen zijn kaliumverbindingen, zoals kaliumchloride, betrokken in meststoffen en andere toepassingen.

In 1807 demonstreerde Sir Humphry Davy de eerste succesvolle isolatie van kalium door gesmolten potas afkomstig van houtas te elektrolyseren. Deze klassieke laboratoriumtechniek wordt vandaag de dag nog steeds uitgevoerd als demonstratie van elektrolyse, maar vereist strenge veiligheidsmaatregelen.

Stap 1 – Reactieoverzicht

De elektrolyse van kaliumhydroxide (KOH) verloopt volgens de volgende vergelijking:

KOH → K⁺ + OH⁻

Wanneer een elektrische stroom wordt aangelegd, migreren kaliumionen (K⁺) naar de kathode, waar ze worden gereduceerd tot metallisch kalium. Hydroxide-ionen (OH⁻) blijven in de oplossing.

Stap 2 – Plaats de elektroden

Sluit geïsoleerde metalen draden aan op de polen van een 9V-batterij. Sluit de draad aan op de positieve pool (anode) en de andere op de negatieve pool (kathode). Het metallische kalium zal zich op de kathode afzetten.

Stap 3 – Bereid de potas voor

Plaats de ruwe houtas in een hittebestendige metalen schaal. Verhit de as voorzichtig met een bunsenbrander totdat deze wit wordt en smelt tot een stroperige vloeistof. Dit gesmolten materiaal is rijk aan kaliumhydroxide en wordt gewoonlijk potas genoemd.

Stap 4 – Start de elektrolyse

Verwijder voorzichtig de brander en dompel de accukabels onmiddellijk onder in de gesmolten potas, waarbij u de anode en kathode aan tegenovergestelde uiteinden plaatst. Laat de stroom vloeien totdat het gesmolten materiaal begint te sputteren en het metallische kalium zich zichtbaar verzamelt bij de kathode. Zodra de reactie stopt, koppelt u de batterij los.

Stap 5 – Verzamelen en koelen

Breng het verzamelde metaal over naar een tweede metalen schaal en laat het afkoelen tot kamertemperatuur. Het resultaat is een kleine hoeveelheid zeer zuiver metallisch kalium.

Benodigde materialen

• 2 hittebestendige metalen schalen
• 2 geïsoleerde metaaldraden
• 9-V-batterij
• Bunsenbrander
• Houtas (bij voorkeur van hardhout)

Veiligheidsmededeling

Kalium is uiterst gevaarlijk. Bewaar het metaal in een container met minerale olie of in een afgesloten, droge omgeving om onbedoeld contact met vocht te voorkomen. Voer het experiment altijd uit achter een explosiescherm en met een brandblusser die geschikt is voor metaalbranden. Deze procedure is alleen geschikt voor ervaren chemici die in een goed uitgerust laboratorium werken.