Таблица Менделеева
Пятница, 07.08.2020, 00:48
Меню сайта

Категории раздела
Щелочные металлы [6]
Щелочноземельные металлы [6]
Переходные металлы [38]
Легкие металлы [11]
Полуметаллы [7]
Галогены [6]
Инертные газы [7]
Неметаллы [7]
Актиноиды [15]
Лантаноиды [15]

Вход на сайт

Поиск
Случайные элементы:
РТУТЬ (лат. Hydrargyrum)
Коперниций (лат. Copernicium)
ВОЛЬФРАМ (или ТАНГСТЕН - Tu, лат. Wolframium)
БЕРИЛЛИЙ (лат. Вeryllium)
КРЕМНИЙ (лат. Silicium)

Статистика

Новости, новости Беларуси, последние новости, новости мира на Uvaga.By
Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0

Главная » Статьи » Элементы » Щелочные металлы

КАЛИЙ (лат. Kalium)

КАЛИЙ (лат. Kalium)

 

Общие сведения

Химический элемент таблицы Менделеева, щелочной металл.
Символ элемента: K.
Атомный номер: 19.
Положение в таблице: 4-й период, группа - IA (1)
Относительная атомная масса: 39.0983
Степень окисления: +1
Валентность: I
Электроотрицательность: 0.91
Электронная конфигурация: [Ar]4s1
Калий встречается в природе в виде двух стабильных нуклидов:39К (93,10% по массе) и 40К (6,88%), а также одного радиоактивного 40К (0,02%). Период полураспада калия-40 Т1/2 примерно в 3 раза меньше, чем Т1/2 урана-238 и составляет 1,28 миллиарда лет. При b-распаде калия-40 образуется стабильный кальций-40, а при распаде по типу электронного захвата  образуется инертный газ аргон-40.В свободном виде — мягкий, легкий, серебристый металл.

 

Строение атома

Число электронов: 19.
Число протонов: 19.
Атомный радиус калия 0,227 нм, радиус иона K+  0,133 нм. Энергии последовательной ионизации атома калия 4,34 и 31,8 эВ.

 

История открытия

Соединения калия, как и его ближайшего химического аналога — натрия, были известны с древности и находили применение в различных областях человеческой деятельности. Однако сами эти металлы были впервые выделены в свободном состоянии только в 1807 году в ходе экспериментов англ. ученого Г. Дэви. Дэви, используя гальванические элементы как источник электрического тока, провел электролиз расплавов поташа и каустической соды и таким образом выделил металлические калий и натрий, которые назвал «потассием» (отсюда сохранившееся в англоязычных странах и Франции название калия — potassium) и «содием». В 1809 англ. химик Л. В. Гильберт предложил название «калий» (от арабского аль-кали — поташ).

 

Нахождение в природе

Содержание калия в земной коре 2,41% по массе, калий входит в первую десятку наиболее распространенных в земной коре элементов. Основные минералы, содержащие калий: сильвин KСl (52,44% К), сильвинит (Na,K)Cl (этот минерал представляет собой плотно спрессованную механическую смесь кристалликов хлорида калия KCl и хлорида натрия NaCl), карналлит KCl·MgCl2·6H2O (35,8% К), различные алюмосиликаты, содержащие калий, каинит KCl·MgSO4·3H2O, полигалит K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O, алунит KAl4(SO4)2(OH)6 . В морской воде содержится около 0,04% калия.

 

Получение

В настоящее время калий получают при взаимодействии с жидким натрием расплавленных KOH (при 380-450°C) или KCl (при 760-890°C):
Na + KOH = NaOH + K
Калий также получают электролизом расплава KCl в смеси с K2CO4 при температурах, близких к 700°C:
2KCl = 2K + Cl2
От примесей калий очищают вакуумной дистилляцией.

 

Физические и химические свойства

Металлический калий мягок, он легко режется ножом и поддается прессованию и прокатке. Обладает кубической объемно центрированной кубической решеткой, параметр  a = 0,5344 нм. Плотность калия меньше плотности воды и равна 0,8629 г/см3 . Как и все щелочные металлы, калий легко плавится (температура плавления 63,51°C) и начинает испаряться уже при сравнительно невысоком нагревании (температура кипения калия 761°C).
Калий, как и другие щелочные металлы, химически очень активен. Легко взаимодействует с кислородом воздуха с образованием смеси, преимущественно состоящей из пероксида К2О2  и супероксида KO22О4):
2K + O2 = K2O2,
K + O2 = KO2.

При нагревании на воздухе калий сгорает фиолетово-красным пламенем. С водой и разбавленными кислотами калий взаимодействует со взрывом (воспламеняется образующийся водород):
2K + 2H2O = 2KOH + H2
Кислородсодержащие кислоты при таком взаимодействии могут восстанавливаться. Например, атом серы серной кислоты восстанавливается до S, SO2 или S2-:
8К+4Н2SO4=K2S+3K2SO4+4H2O.
При нагревании до 200-300°C калий реагирует с водородом с образованием солеподобного гидрида КН:
2K + H2 = 2KH
С галогенами калий взаимодействует со взрывом. Интересно отметить, что с азотом калий не взаимодействует.
Как и другие щелочные металлы, калий легко растворяется в жидком аммиаке с образованием голубых растворов. В таком состоянии калий используют для проведения некоторых реакций. При хранении калий медленно реагирует с аммиаком с образованием амида KNH2:
2K + 2NH4 жидк. = 2KNH2 + H2
Важнейшие соединения калия: оксид К2 О,пероксид К2 О2 , супероксид К2 О4 , гидроксид КОН, иодид KI, карбонат K2 CO4  и хлорид KCl.
Оксид калия К2 О, как правило, получают косвенным путем за счет реакции пероксида и металлического калия:
2K + K2O2 = 2K2O
Этот оксид проявляет ярко выраженные основные свойства, легко реагирует с водой с образованием гидроксида калия КОН:
K2O + H2O = 2KOH
Гидроксид калия, или едкое кали, хорошо растворим в воде (до 49,10% массе при 20°C). Образующийся раствор— очень сильное основание, относящееся к щелочам. КОН реагирует с кислотными и амфотерными оксидами:
SO2 + 2KOH = K2SO4 + H2 O,
Al2O4 + 2KOH + 3H2O = 2K[Al(OH)4] (так реакция протекает в растворе) и
Al2O4 + 2KOH = 2KAlO2 + H2O (так реакция протекает при сплавлении реагентов).
В промышленности гидроксид калия KOH получают электролизом водных растворов KCl или K 2CO4 c применением ионообменных мембран и диафрагм:
2KCl + 2H2O = 2KOH + Cl2+ H2,
или за счет обменных реакций растворов K2CO4  или K2SO4 с Ca(OH)2 или Ba(OH)2 :
K2CO4 + Ba(OH)2 = 2KOH + BaCO4
Попадание твердого гидроксида калия или капель его растворов на кожу и в глаза вызывает тяжелые ожоги кожи и слизистых оболочек, поэтому работать с этими едкими веществами следует только в защитных очках и перчатках. Водные растворы гидроксида калия при хранении разрушают стекло, расплавы — фарфор.
Карбонат калия K2CO4  (обиходное название поташ) получают при нейтрализации раствора гидроксида калия углекислым газом:
2KOH + CO2 = K2CO4 + Н2О.
В значительных количествах поташ содержится в золе некоторых растений.

 

Применение

Металлический калий — материал для электродов в химических источниках тока. Сплав калия с другим щелочным металлом — натрием находит применение в качестве теплоносителя  в ядерных реакторах.
В гораздо больших масштабах, чем металлический калий, находят применение его соединения. Калий — важный компонент минерального питания растений, он необходим им в значительных количествах для нормального развития, поэтому широкое применение находят калийные удобрения  : хлорид калия КСl, нитрат калия, или калийная селитра, KNO4, поташ K2CO4  и другие соли калия. Поташ используют также при производстве специальных оптических стекол, как поглотитель сероводорода при очистке газов, как обезвоживающий агент и при дублении кож.
В качестве лекарственного средства находит применение иодид калия KI. Иодид калия используют также в фотографии и в качестве микроудобрения. Раствор перманганата калия КMnO4 («марганцовку») используют как антисептическое средство.
По содержанию в горных породах радиоактивного 40К определяют их возраст.

 

Особенности обращения

Металлический калий может вызвать очень сильные ожоги кожи, при попадании мельчайших частичек калия в глаза возникают тяжелые поражения с потерей зрения, поэтому работать с металлическим калием можно только в защитных перчатках и очках. Загоревшийся калий заливают минеральным маслом или засыпают смесью талька и NaCl. Хранят калий в герметично закрытых железных контейнерах под слоем обезвоженного керосина или минерального масла.

 

Калий в организме

Калий — один из важнейших биогенных элементов, постоянно присутствующий во всех клетках всех организмов. Ионы калия К +  участвуют в работе ионных каналов и регуляции проницаемости биологических мембран, в генерации и проведении нервного импульса, в регуляции деятельности сердца и других мышц, в различных процессах обмена веществ. Содержание калия в тканях животных и человека регулируется стероидными гормонами надпочечников. В среднем организм человека (масса тела 70 кг) содержит около 140 г калия. Поэтому для нормальной жизнедеятельности с пищей в организм должно поступать 2-3 г калия в сутки. Богаты калием такие продукты, как изюм, курага, горох и другие.
 

 

Категория: Щелочные металлы | Добавил: ischavliuga (24.10.2017)
Просмотров: 513 | Рейтинг: 0.0/0

Посмотрите также:

РТУТЬ (лат. Hydrargyrum)
Коперниций (лат. Copernicium)
ВОЛЬФРАМ (или ТАНГСТЕН - Tu, лат. Wolframium)
БЕРИЛЛИЙ (лат. Вeryllium)
КРЕМНИЙ (лат. Silicium)

Последние новости:

Древнейшие кристаллы помогли узнать истинный возраст магнитного поля Земли
Очередная проверка emdrive
На Земле гораздо больше рек и озер, чем думали ученые
Ученые выяснили, сколько нужно людей для полета к планете Проксима b
Биологи выделили клетку, из которой можно восстановить всё тело

Мы в телеграмм

Всего комментариев: 0
avatar
(С)Обратная связь © 2020 Каталог сайтов Всего.RU Каталог сайтов OpenLinks.RU Бесплатный каталог AddsSites, регистрация сайтов.