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Kalium

Nicht nur "so ähnlich wie Natrium" sondern eine ganz andere Liga!

Vorsichtsmaßnahmen

Kalium entwickelt beim Stehenlassen auch unter Schutzflüssigkeit Krusten von Peroxoverbindungen (K2O2 und KO2), die hochbrisant sind und bereits durch leichten Druck, z.B. beim Herausheben von Kaliumstücken mit einer Zange oder beim Versuch des Schneidens mit dem Messer eine Zündung oder sogar Explosionen auslösen können. Entsprechende Unfälle hatten in der Vergangenheit z.T. einen tödlichen Ausgang! Ebenfalls hoch gefährlich ist der Versuch, das Metall aus umgebenden Krusten herauszuschmelzen, so wie dies für Natrium beschrieben ist. Kalium ist daher so weit wie irgend möglich vor zu großen Verkrustungen zu bewahren. Dazu gehört:

  • Nur kleine Chargen beziehen und rasch verbrauchen.
  • Bestellte Chargen bei Erhalt kontrollieren und verkrustete sogleich zurückweisen.
  • Möglichst absoluten Sauerstoffausschluss gewährleisten, z.B. durch
    • Einschmelzen in Glasampullen
    • Luftblasenfreies Nachfüllen von Schutzflüssigkeit bei Entnahme aus Schraubdeckelgefäßen oder mit Argon spülen.
    • Ausschließliches Verwenden von Gefäßen mit dicht schließenden Deckeln.

Entsorgung

Vorhandene Kaliumbestände werden durch Lagerung zu einer immer größeren Gefahr. Auch die nachstehend beschriebene Umsetzung mit t-Butanol ist dann nicht mehr gefahrlos möglich! Vor allem bei gelblichen oder rötlichen Verkrustungen ist allerhöchste Vorsicht geboten. Das Problem ist, das solche hochbrisanten Chargen auch kaum noch einem Entsorgungsunternehmen anzudienen sind. Ein Ausweg kann dann höchstens noch die Verbrennung sein, die am besten mit der ungeöffneten Flasche unter Schutz vor den gebildeten Verbrennungsgasen und den umherfliegenden Splittern erfolgt. Nähere Hinweise zur Behandlung von verkrustetem Kalium siehe T.H.Brock,A.Ahrens-Moritz,D.Reichard Nachrichten aus Chemie, Technik und Laboratorium 1998,46,16-17, sowie den dort aufgeführten Literaturquellen.

Regulär ist Kalium vor der Entsorgung zu desaktivieren.

Kalium reagiert noch erheblich brisanter als Natrium und deshalb mit Ethanol oder Isopropanol viel zu heftig. Verwenden Sie zur Vernichtung daher 2-Methyl-2-propanol (tert-Butylalkohol)! Beachten Sie, dass die Reaktion zu Beginn durch Verkrustungen des Metalls gehemmt sein kann. Kalium neigt sehr zur Bildung von Nestern, die sich über längere Zeit halten können. Wenn die Mischung allmählich immer träger reagiert, kann auch vorsichtig mit Isopropanol oder Ethanol versetzt werden.

  • Da auch bei sorgfältigstem Arbeiten eine Zündung nie sicher ausgeschlossen werden kann, ist hier das Arbeiten unter Inertgasschutz erheblich sicherer. Verwenden Sie keine offenen Weithalsgefäße wie z.B. ein Becherglas.

Wichtig:

  • Unterlassen Sie das Kühlen des Reaktionsgefäßes im Eisbad. Wenn der Kolben bricht - und das kann wegen der hier möglichen thermischen Belastungen durchaus einmal passieren, so kommt das Metall mit Wasser in Kontakt mit den bekannten Folgen!
  • Bei der Vernichtung muss leider ein ziemlich großer Überschuss an Lösungsmittel verwendet werden. Falsche Sparsamkeit kann hier sehr gefährlich sein. Die Mischung dickt nämlich durch das sich bildende Alkoholat schnell sirupös ein. Dadurch wird die notwendige Wärmeableitung empfindlich gestört. Im Extremfall kann ein örtlich reagierendes Kaliumnest sich lokal bis zum Aufglühen erhitzen und die gesamte Mischung zünden! Auch aus diesem Grund ist eine Kühlung im Eisbad nicht sinnvoll, weil das Eindicken der Mischung dann nur umso schneller einsetzt! Halten Sie die Mischung unbedingt stets dünnflüssig! Es versteht sich von selbst, dass das Kalium dazu in überschüssigen Alkohol einzutragen ist und nicht etwa umgekehrt der Alkohol auf das Kalium getropft werden darf! Handelt es sich um Restbestände, die sich z.B. in einem Reaktionsgefäß befinden und von dort nicht vollständig entnommen weren können, so muss zur Aufrechterhaltung der notwendigen Kühlung und Durchmischung zuerst mit einer ausreichenden Menge an inertem Lösungsmittel versetzt werden, zu dem man dann den Alkohol zutropfen kann.
  • Brechen Sie die Entsorgung nicht "über das Knie"! Nehmen Sie sich ausreichend Zeit! Je langsamer die Mischung abreagiert, um so sicherer ist es.

Lassen Sie nach der Abreaktion mindestens über Nacht stehen. Verdünnen Sie dann vorsichtig weiter mit Ethanol und schließlich mit Wasser, wobei Sie immer darauf achten müssen, ob nach Zugabe eine Reaktion zu beobachten ist. Lassen Sie dann eine weitere Nacht stehen!

Auch unter den größten Vorsichtsmaßnahmen ist die Reaktion gefährlich. Treffen Sie alle Vorkehrungen, um eine jederzeit mögliche spontan erfolgende Zündung wirksam bekämpfen zu können. (z.B: Sicherheitswanne, Löschmittel, Ausschluss weiterer leicht entzündlicher Substanzen in der näheren Umgebung.) Wegen der hohen Brisanz darf die erhaltene Reaktionsmischung nur dann zu den organischen Lösungsmittelabfällen gegeben werden, wenn sie garantiert metallfrei ist! Um dies unterstellen zu können, muss die Lösung filtriert werden und danach völlig klar sein!

Weitere Durchführungshinweise können Sie der Entsorgung von Natrium entnehmen. Sorgen Sie insbesondere für die gefahrlose Ableitung des entstehenden Wasserstoffgases und widmen Sie besonderes Augenmerk allen verwendeten Geräten und Behältnissen, die erst dann als metallfrei gelten können, wenn Sie nach der beschriebenen Behandlung vollständig und luftblasenfrei in Wasser getaucht worden sind!

Es gibt Stimmen, die wegen der hohen Brisanz des Kaliums eine Verbrennung im Freien der hier beschriebenen Desaktivierung vorziehen. Vom Standpunkt der Arbeitssicherheit ist das in diesem Falle sicher vertretbar, allerdings erfordert auch die offene Verbrennung Erfahrung, wie das sicher durchzuführen ist. (z.B. Sandkasten, Splitterschutz, z.B. durch Arbeiten in einem Blecheimer, etc.) Außerdem sollten Sie vorher klarstellen, wie Sie die verbleibenden Rückstände entsorgen können.