Sciences · Éléments chimiques
Potassium
Le potassium (K, numéro atomique 19) est un métal alcalin mou qui s’enflamme au contact de l’eau. Sous forme d’ion K⁺, il règle le fonctionnement des cellules, du cœur et des nerfs, et ses sels sont un engrais majeur.
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Le potassium a été le premier métal isolé grâce à l’électricité, en 1807. Trop réactif pour exister à l’état libre, il est omniprésent sous forme de sels dans les roches, les sols, les plantes et notre corps. Il est l’un des trois éléments nutritifs majeurs des cultures, avec l’azote et le phosphore.
Fiche d’identité
| Caractéristique | Valeur |
|---|---|
| Symbole | K |
| Numéro atomique | 19 |
| Masse atomique | 39,098 u |
| Famille | Métal alcalin (groupe 1, période 4) |
| État à 20 °C | Solide |
| Fusion | 63,5 °C |
| Ébullition | 759 °C |
| Découverte | 1807, Humphry Davy |
| Abondance | environ 2,1 % de la croûte terrestre |
Propriétés
Le potassium est un métal argenté, si mou qu’il se coupe comme du beurre, et plus léger que l’eau (0,86 g/cm³). Il cède très facilement son unique électron externe pour former l’ion K⁺ (voir ions).
Il est encore plus réactif que le sodium : jeté dans l’eau, il s’enflamme aussitôt d’une flamme violette, l’hydrogène dégagé prenant feu. À l’air, il se ternit en quelques secondes et peut former des peroxydes explosifs avec le temps. On le conserve sous huile minérale, à l’abri de l’humidité.
Isotopes
| Isotope | Part naturelle | Remarque |
|---|---|---|
| Potassium 39 | environ 93,3 % | stable |
| Potassium 41 | environ 6,7 % | stable |
| Potassium 40 | environ 0,012 % | radioactif, période 1,25 milliard d’années |
Le potassium 40 est la principale source de radioactivité naturelle du corps humain : celui d’un adulte produit environ 4 000 désintégrations par seconde, soit une activité d’environ 4 000 becquerels (voir radioactivité). Il se transforme principalement en calcium 40 et, plus rarement, en argon 40, ce qui permet la datation potassium-argon des roches. Sa chaleur contribue à l’énergie interne de la Terre.
Où le trouve-t-on ?
Le potassium entre dans de nombreux silicates (feldspaths potassiques, micas comme la muscovite et la biotite). Ses minerais exploités sont des sels issus de l’évaporation d’anciennes mers : la sylvite (chlorure de potassium), la carnallite et la sylvinite, mélange de sylvite et de sel gemme. On l’appelle globalement potasse.
Production
Le Canada, avec les immenses gisements de la Saskatchewan, est le premier producteur mondial de potasse, devant la Russie, la Biélorussie et la Chine. Les sels sont extraits en mines souterraines profondes ou par dissolution, puis séparés du sel de sodium par flottation ou cristallisation. En France, les mines de potasse d’Alsace ont été exploitées de 1910 à 2002.
Le potassium métal, peu demandé, est obtenu en réduisant du chlorure de potassium fondu par du sodium.
Usages
- Engrais : environ 90 % de la potasse produite. Le potassium renforce la résistance des plantes à la sécheresse et aux maladies, et favorise la formation des fruits et des tubercules.
- Salpêtre (nitrate de potassium) : poudre noire, feux d’artifice, conservation des charcuteries.
- Hydroxyde de potassium : savons mous, électrolyte des piles alcalines.
- Carbonate de potassium : verres spéciaux, cristal.
- Chlorure de potassium : sel de régime pauvre en sodium, solutions de réhydratation.
- Cyanure de potassium : extraction de l’or, galvanoplastie (très toxique).
Rôle biologique et toxicité
Le potassium est le principal ion positif à l’intérieur des cellules, où il est environ 30 fois plus concentré qu’à l’extérieur. La pompe sodium-potassium entretient cette différence, qui crée le potentiel électrique des membranes. Il est essentiel à la transmission de l’influx nerveux, à la contraction des muscles et au rythme cardiaque (voir fonctionnement du cœur).
Le corps adulte en contient environ 140 g. Les apports viennent des fruits et légumes, des légumes secs, des pommes de terre, des fruits secs ; la banane est réputée, mais d’autres aliments en sont plus riches. Un apport suffisant aide à limiter la pression artérielle.
Une concentration sanguine trop basse (hypokaliémie : vomissements, diurétiques) ou trop haute (hyperkaliémie : insuffisance rénale, certains médicaments) peut provoquer des troubles du rythme cardiaque graves. Les compléments de potassium ne se prennent que sur avis médical.
Histoire du nom
Le nom vient de potasse, de l’anglais potash, littéralement « cendre de pot » : on obtenait le carbonate de potassium en lessivant les cendres de bois dans des pots. En octobre 1807, Humphry Davy, à la Royal Institution de Londres, fait passer un fort courant dans de la potasse caustique fondue et voit apparaître des globules métalliques qui s’enflamment : c’est le premier métal obtenu par électrolyse. Le symbole K vient du latin kalium, tiré de l’arabe al-qalī, « cendres de plantes », qui a aussi donné le mot alcali.
Questions fréquentes
Les bananes sont-elles radioactives ?
Très légèrement, à cause du potassium 40 qu’elles contiennent, comme tous les aliments riches en potassium. La dose est négligeable : le corps régule son stock de potassium et élimine l’excédent.
Pourquoi le potassium est-il important pour le cœur ?
Les variations de concentration de potassium modifient l’excitabilité électrique du muscle cardiaque. Un taux trop haut ou trop bas peut provoquer des arythmies.
Quelle différence entre potasse et potassium ?
Le potassium est l’élément. La potasse désigne, selon le contexte, l’hydroxyde de potassium ou, en agriculture, les sels potassiques utilisés comme engrais.