Por que é todo o potássio radioativo?
O potássio natural tem três isótopos. O potássio 39 constitui 93,3 % e o potássio 41 6,7 %; ambos são estáveis. Entre eles há 0,0117 % de potássio 40, que não o é.
O potássio 40 desintegra-se com um período de 1 250 milhões de anos, comparável à idade da Terra. Essa é exatamente a razão de continuar a existir: formou-se nas supernovas que precederam o sistema solar e ainda não se esgotou.
A sua desintegração é dupla. Em cerca de 89 % dos casos emite uma partícula beta e converte-se em cálcio 40; nos restantes 11 % captura um eletrão e converte-se em árgon 40, emitindo um raio gama.
Essa segunda via é a que encheu a atmosfera de árgon, e a que permite datar rochas pelo método potássio-árgon.
Como os três isótopos são quimicamente idênticos, todo o potássio contém a sua fração de potássio 40. Não há potássio não radioativo disponível na natureza.
Quanta radioatividade há num corpo humano?
Um adulto de 70 quilogramas contém cerca de 140 gramas de potássio, quase todo dentro das células.
Desses 140 gramas, cerca de 16 miligramas são potássio 40. Isso corresponde a aproximadamente 4 400 desintegrações por segundo, ou seja 4 400 becquerels.
É a maior fonte de radioatividade interna do organismo, à frente do carbono 14. A dose anual resultante ronda os 0,17 milisievert, uma fração pequena dos 2 a 3 milisievert que uma pessoa recebe por radiação natural de fundo.
⚠️ Comer mais bananas não aumenta essa dose. O corpo mantém a sua concentração de potássio dentro de margens estreitas: o excesso ingerido é excretado por via renal em horas. A chamada dose equivalente de banana é uma analogia divulgativa útil para dar escala, mas fisiologicamente enganadora se for tomada à letra.
A radioatividade do potássio é suficientemente notável para dar problemas práticos: os detetores de radiação muito sensíveis têm de ser blindados contra o potássio do betão circundante, e o próprio operador emite sinal.
O que faz o potássio nas células?
É o catião dominante dentro da célula, com uma concentração de cerca de 140 milimolar face aos 4 milimolar do exterior. É a imagem em espelho do sódio.
Essa distribuição é mantida pela bomba de sódio e potássio, que expulsa três iões sódio e introduz dois de potássio por cada ATP consumido.
A consequência é o potencial de repouso. A membrana celular é muito mais permeável ao potássio do que ao sódio, pelo que o potássio tende a sair seguindo o seu gradiente, deixando o interior com carga negativa. Esse potencial, de cerca de −70 milivolts, é a condição prévia para qualquer sinal elétrico.
No coração, o equilíbrio de potássio determina o ritmo. Uma concentração demasiado alta ou demasiado baixa no sangue altera a excitabilidade do músculo cardíaco e pode pará-lo.
⚠️ Por isso o cloreto de potássio em injeção intravenosa rápida é letal e faz parte dos protocolos de execução nalguns países. Administrado por via oral e em doses normais é inofensivo: a diferença está na velocidade com que chega ao sangue.
Nas plantas, o potássio regula a abertura dos estomas. As células-guarda que rodeiam cada poro acumulam potássio, o que faz entrar água por osmose e as incha, abrindo o poro. Expulsar o potássio fecha-o.
Por que se chama K e não P?
Porque o P estava ocupado pelo fósforo, e porque Berzelius fixou os símbolos a partir de nomes latinos.
O nome latino do potássio é kalium, tomado do árabe al-qalyi, que designa as cinzas de plantas. Da mesma raiz vem a palavra álcali.
O nome inglês, potassium, vem de potash: a cinza de madeira lixiviada com água e evaporada numa panela, pot, para obter carbonato de potássio. Era o método tradicional de obter álcali para sabão e vidro, e consumia quantidades enormes de madeira.
Humphry Davy isolou o metal em 1807 por eletrólise de potassa fundida, usando a pilha voltaica recém-inventada. Foi o primeiro elemento isolado por via eletroquímica, e Davy repetiu o feito com o sódio poucos dias depois.
⚠️ Davy observou que os glóbulos metálicos se inflamavam ao cair sobre a água, e essa foi a primeira vez que alguém viu um metal alcalino puro a reagir.
De onde vem o potássio agrícola?
De depósitos evaporíticos: sais que cristalizaram quando mares antigos se evaporaram.
O mineral principal é a silvinite, mistura de cloreto de potássio e cloreto de sódio. É extraído em minas subterrâneas e separado por flotação ou por cristalização fracionada, aproveitando o facto de ambos os sais terem solubilidades com dependências distintas da temperatura.
O Canadá possui as maiores reservas e é o primeiro produtor, com a bacia de Saskatchewan à cabeça. A Rússia e a Bielorrússia seguem-se, e essa concentração geográfica fez do potássio um produto sensível à geopolítica: as sanções de 2022 alteraram os preços mundiais do fertilizante.
O potássio é o K do NPK. Ao contrário do azoto, não pode ser fixado do ar; ao contrário do fósforo, as suas reservas são abundantes e não se coloca um esgotamento próximo. Mas a concentração da oferta em poucos países é um problema estrutural distinto.
O metal em si tem poucos usos. Emprega-se no fabrico de superóxido de potássio, KO₂, que absorve dióxido de carbono e liberta oxigénio, e é usado em sistemas de respiração de emergência em submarinos e minas.
Os compostos, esses, estão em toda a parte. O hidróxido de potássio é a base dos sabões moles, mais solúveis do que os de sódio, e do eletrólito das pilhas alcalinas — que devem o nome precisamente a ele. O nitrato de potássio, o salitre, foi durante séculos o oxidante da pólvora negra e continua a ser usado em conservação de carnes e em pirotecnia.
⚠️ O potássio metálico é ainda mais delicado de armazenar do que o sódio. Ao fim de meses sob óleo forma na superfície uma camada de superóxido que pode detonar ao ser cortada, e por isso as amostras antigas são tratadas como resíduo perigoso em vez de serem manipuladas.