Човечеството е запознато с калия повече от век и половина. В лекция, изнесена в Лондон на 20 ноември 1807 г., Хъмфри Дейви съобщава, че чрез електролиза на калий каустик е получил „малки топчета със силен метален блясък... Някои от тях веднага след образуването им изгарят с експлозия“. Това беше калий.
Калият е прекрасен метал. Той е забележителен не само защото може да се реже с нож, плува във вода, пламва с експлозия и изгаря, оцветявайки пламъка в лилав цвят. И не само защото този елемент е един от най-химически активните. Всичко това може да се счита за естествено, защото съответства на позицията на алкалния метал калий в периодичната таблица. Калият е забележителен със своята незаменимост за всички живи същества и е забележителен като навсякъде „странен“ метал.
Моля, обърнете внимание: неговият атомен номер е 19, атомната маса е 39, има един електрон във външния електронен слой, валентността е 1+. Според химиците това обяснява изключителната подвижност на калия в природата. Влиза в състава на няколкостотин минерала. Намира се в почвата, в растенията, в телата на хора и животни. Той е като класически Фигаро: тук, там, навсякъде.
Калий и почва
Едва ли е възможно да се обясни със случайност или прищявка на лингвистите фактът, че в руския език една дума обозначава както самата наша планета, така и нейния горен слой - почвата. „Майката Земя“, „Земята-кърмачка“ е повече за почвата, отколкото за планетата като цяло...
Но какво е почвата?
Независимо и много уникално естествено тяло. Образува се от повърхностните слоеве на различни скали под въздействието на въздуха, водата, температурните промени и жизнената активност на всички видове обитатели на Земята. Отдолу, под почвата, се крият т. нар. родителски скали, съставени от различни минерали. Те постепенно се унищожават и попълват „резервите“ на почвата.
А в почвата, освен чисто механични, постоянно се случват и други разрушения. Нарича се химическо изветряне. Водата и въглеродният диоксид (в по-малка степен други вещества) постепенно разрушават минералите.
Почти 18% от теглото на земната кора идва от съдържащия калий минерал ортоклаз. Това е двойна сол на силициева киселина K 2 Al 2 Si 6 O 16 или K 2 O · Al 2 O 3 · 6SiO 2. Ето какво се случва с ортоклаза в резултат на химическо изветряне:
K 2 O · Al 2 O 3 · 6SiO 2 + 2H 2 O + CO 2 → K 2 CO 3 + Al 2 O 3 · 2SiO 2 · 2H 2 O + 4SiO 2 .
Ортоклазът се превръща в каолин (вид глина), пясък и поташ. Пясъкът и глината се използват за изграждане на минералния гръбнак на почвата, а калият, прехвърлен от ортоклаз в поташ, се „освобождава“ и става достъпен за растенията. Но не наведнъж.
В почвените води молекулите на K 2 CO 3 се дисоциират: K 2 CO 3 ↔ K + + KCO – 3 ↔ 2K + + CO 2– 3 . Някои калиеви йони остават в почвения разтвор, който служи като източник на храна за растенията. Но по-голямата част от калиевите йони се абсорбират от колоидни почвени частици, откъдето е доста трудно за корените на растенията да ги извлекат. Така се оказва, че въпреки че в почвата има много калий, растенията често нямат достатъчно от него.
Поради факта, че почвените бучки „заключват“ по-голямата част от калия, съдържанието на този елемент в морската вода е почти 50 пъти по-малко от натрий. Изчислено е, че от хилядата калиеви атома, освободени от химическо изветряне, само два достигат морски басейни, а 998 остават в почвата. „Почвата абсорбира калий и това е неговата чудотворна сила“, пише академик A.E. Ферсман.
Калий и растение
Калият се намира във всички растения. Липсата на калий води до смъртта на растението. Почти целият калий се намира в растенията в йонна форма - K +. Част от йоните са в клетъчния сок, другата част се абсорбира от структурните елементи на клетката.
Калиевите йони участват в много биохимични процеси, протичащи в растението. Установено е, че в растителните клетки тези йони се намират главно в протоплазмата. Те не се намират в клетъчното ядро. Следователно, калият не участва в процесите на възпроизводство и предаване на наследствени характеристики. Но дори и без това ролята на калия в живота на растението е голяма и разнообразна.
Калият се съдържа в плодовете, корените, стъблата и листата, а във вегетативните органи като правило има повече, отколкото в плодовете. Друга характерна особеност: младите растения съдържат повече калий от старите. Също така е отбелязано, че с остаряването на отделните растителни органи калиевите йони се придвижват до точките на най-интензивен растеж.
При липса на калий растенията растат по-бавно, листата им, особено старите, пожълтяват и кафяви по краищата, стъблото става тънко и крехко, а семената губят своята жизнеспособност.
Установено е, че калиевите йони активират синтеза на органични вещества в растителните клетки. Те оказват особено силно влияние върху процесите на образуване на въглехидрати. Ако няма достатъчно калий, растението абсорбира въглеродния диоксид по-зле и му липсват въглеродни „суровини“ за синтеза на нови въглехидратни молекули. В същото време процесите на дишане се засилват и захарите, съдържащи се в клетъчния сок, се окисляват. Така запасите от въглехидрати в растенията, които са на гладна диета (калий), не се попълват, а се изразходват. Плодовете на такова растение - това е особено забележимо при плодовете - ще бъдат по-малко сладки от тези на растенията, които са получили нормална доза калий. Нишестето също е въглехидрат, така че съдържанието му в плодовете е силно повлияно от калия.
Но това не е всичко. Растенията, които получават достатъчно калий, понасят по-лесно суша и мразовити зими. Това се обяснява с факта, че калият влияе върху способността на колоидните вещества в растителните клетки да абсорбират вода и да набъбват. Няма достатъчно калий - клетките абсорбират и задържат влагата по-лошо, свиват се и умират.
Калиеви йони влияят и на азотния метаболизъм. При недостиг на калий излишъкът от амоняк се натрупва в клетките. Това може да доведе до отравяне и смърт на растението.
Вече беше споменато, че калият влияе и върху дишането на растенията, а повишеното дишане влияе не само върху съдържанието на въглехидрати. Колкото по-интензивно е дишането, толкова по-активни са всички окислителни процеси и много органични вещества се превръщат в органични киселини. Излишните киселини могат да причинят разграждане на протеините. Продуктите от това гниене са много благоприятна среда за гъбички и бактерии. Ето защо по време на калиев глад растенията са много по-често засегнати от болести и неприятели. Плодовете и зеленчуците, съдържащи продукти от разпада на протеините, не понасят добре транспортирането и не могат да се съхраняват дълго време.
С една дума, ако искате да получите вкусни и добре запазени плодове, хранете растението с много калий. А за зърнените култури калият е важен по още една причина: той увеличава здравината на сламата и по този начин предотвратява полягането на зърното...
Поташни торове
Растенията извличат големи количества калий от почвата всяка година.
Най-евтиният (всъщност безплатен) и в същото време калиев тор с отлично качество е пепелта от печката. Съдържа калий под формата на поташ K 2 CO 3 . Съставът на пепелта от различни растения далеч не е еднакъв. Най-много калий има в слънчогледовата пепел - 36,3% K 2 O (съдържанието на калий в поташните торове обикновено се превръща в K 2 O). В пепелта от дърва за огрев има значително по-малко калиев оксид - от 3,2% (дърва за огрев от смърч) до 13,8% (дърва за огрев от бреза). Още по-малко калий има в торфената пепел.
Разбира се, пепелта сама по себе си не може да задоволи глада на растенията за калий. Най-важните поташни торове са естествените калиеви соли, предимно силвинит и каинит. Силвинитът е много разпространен минерал. Съставът му се обозначава с формулата м KCl п NaCl. В допълнение към натриевите и калиеви хлориди, той съдържа примеси на калциеви соли, магнезий и други елементи. Обикновено в силвинита има 14...18% K 2 O. В каинита KCl · MgSO 4 · 3H 2 O има по-малко калиев оксид - 10...12%.
Значителна част от естествените калиеви соли се преработват в технически продукт - калиев хлорид (съдържание на калий по отношение на K 2 O 50...62%).
Калиевият хлорид се получава от силвинит чрез халургични или флотационни методи. Първият се основава на различната разтворимост на KCl и NaCl във вода при повишени температури. Второто е върху различната омокряемост на тези вещества.
Първият метод се използва по-широко. При нормални температури разтворимостта на калиеви и натриеви хлориди е почти еднаква. С повишаване на температурата разтворимостта на NaCl остава почти непроменена, но разтворимостта на KCl нараства значително. На студено се приготвя наситен разтвор от двете соли, след което се нагрява и с него се обработва силвинитът. В този случай разтворът се насища допълнително с калиев хлорид и част от готварската сол се измества от разтвора, утаява се и се отделя чрез филтруване. Разтворът се охлажда и излишният калиев хлорид кристализира от него. Кристалите се отделят в центрофуги и се изсушават, а матерният разтвор се използва за преработка на нова порция силвинит.
Техническият калиев хлорид се използва както самостоятелно, така и в смес с естествени калиеви соли.
По-скъпият, но нехигроскопичен и неслепващ се калиев сулфат K2SO4 също се използва като тор. Този тор може да се използва на всякакви почви. А хлорните йони, въведени от калиев хлорид, са очевидно нежелателни за някои почви. Те също са противопоказни за някои растения. Излишъкът от Cl йони намалява съдържанието на нишесте в картофените клубени, влошава качеството на ленените влакна и прави прасковите, гроздето и цитрусовите плодове по-кисели.
Така, наторявайки земята с калиев хлорид, ние едновременно правим всичко, за да подобрим и... да влошим качеството на бъдещите плодове. Последното може да се избегне, ако използвате най-рационалните, химически базирани методи за добавяне на калиеви соли.
Хлорните йони, за разлика от калиевите йони, не се абсорбират от почвата: те лесно се измиват от подземните води и се пренасят в долните хоризонти. Следователно, за да се задържи калий в почвата, но да се премахне хлорът от нея, е необходимо да се прилагат калиеви торове, съдържащи хлор, в почвата през есента. Докато семената покълнат и кореновата система започне да абсорбира йони от почвата, есенните дъждове и стопената вода ще имат време да пренесат хлорните йони по-дълбоко.
Между другото, всеки калиев тор не трябва просто да се разпръсква равномерно по полето, но трябва да се влага с плуг до дълбочината на оран - това е много по-ефективно.
В селскостопанската практика е обичайно да се прилагат от 30 до 90 kg K 2 O на хектар култури. Но тези дози са много условни, тъй като необходимостта от калиеви торове се определя не само от състава на почвата, но и от това каква култура се засява на това поле. Цвеклото, картофите, бобовите растения, слънчогледът и елдата се нуждаят от повече калий от пшеницата, ръжта и ечемика.
Агрономите смятат, че при благоприятни условия средно един килограм К 2 О дава следните увеличения на добива: зърно - от 3 до 8 кг, картофи - 35 кг, захарно цвекло - 40 кг.
Нашата страна има най-богатите в света находища на калиеви соли (район Соликамск - Березняков). През 1975 г. селското стопанство на страната получи повече от 12 милиона тона калиеви торове. Това е 12 пъти повече от 1950 г. и 2,6 пъти повече от 1965 г.
Калий - за хората
Всъщност всичко описано по-горе също е по темата „калий за хората“. А ето и накратко за биологичната роля на елемент №19 в живота на най-сложния жив организъм на Земята.
Установено е, че калиевите соли не могат да бъдат заменени в човешкото тяло с други соли. Калият се намира главно в кръвта и протоплазмата на клетките. Черният дроб и далакът са богати на калий. Ролята на този елемент в регулирането на активността на ензимите е значителна.
Не трябва да забравяме и друга роля на калия в нашия живот. Естественият калий се състои от три изотопа: два стабилни изотопа - 39 K и 41 K и един радиоактивен - 40 K с период на полуразпад около 1,3 милиарда години. Този изотоп се намира в живите организми и излъчването му има значителен принос към общото количество естествена (фонова) радиация...
Тялото на детето, подобно на младо растение, се нуждае от повече калий, отколкото тялото на възрастен. Дневната нужда от калий за дете е 12...13 mg на 1 kg тегло, а за възрастен – 2...3 mg, т.е. 4...6 пъти по-малко.
Човек получава по-голямата част от необходимия му калий от храни от растителен произход. Недостигът на калий засяга различни системи и органи, както и метаболизма.
Очевидно Александър Евгениевич Ферсман, който пише в една от книгите си: „калият е основата на живота“, не е преувеличавал много.
Среща с калий?
Ако в склад или товарна гара видите стоманени кутии с надписи: „Запалимо!”, „Водата експлодира”, тогава е много вероятно да сте срещнали калий.
При транспортирането на този метал се вземат много предпазни мерки. Следователно, когато отворите стоманена кутия, няма да видите калий, но ще видите внимателно затворени стоманени кутии. Те съдържат калий и инертен газ – единствената среда, безопасна за калия. Големи количества калий се транспортират в запечатани контейнери под налягане на инертен газ от 1,5 atm.
Защо е необходим металният калий?
Металният калий се използва като катализатор при производството на някои видове синтетичен каучук, както и в лабораторната практика. Напоследък основната употреба на този метал е производството на калиев пероксид K 2 O 2, използван за регенериране на кислород. Сплав на калий с натрий служи като охлаждаща течност в ядрени реактори, а при производството на титан като редуциращ агент.
От сол и алкали
Калият най-често се получава при обменна реакция на разтопен калиев хидроксид и метален натрий: KOH + Na → NaOH + K. Процесът протича в никелова дестилационна колона при температура 380...440°C. Елемент No19 също се получава от калиев хлорид по подобен начин, само че в този случай температурата на процеса е по-висока - 760...800°C. При тази температура и натрият, и калият се превръщат в пара, а калиевият хлорид (с добавки) се топи. Натриевите пари преминават през разтопена сол и получените калиеви пари се кондензират. Натриево-калиевите сплави също се получават по същия метод. Съставът на сплавта до голяма степен зависи от условията на процеса.
какво ако...
За първи път се занимавате с калиев метал.
Необходимо е да се помни най-високата реактивност на този метал, че калият се запалва от най-малката следа от вода. Когато работите с калий, не забравяйте да носите гумени ръкавици и предпазни очила или още по-добре маска, която покрива цялото лице. Големи количества калий се обработват в специални камери, пълни с азот или аргон. (В специални скафандри, разбира се.)
И ако калият се запали, той се гаси не с вода, а със сода или готварска сол.
Има ли калиеви йони в разтвора?
Не е трудно да се разбере. Потопете теления пръстен в разтвора и след това го поставете в пламъка на газова горелка. Ако има калий, пламъкът ще стане лилав, макар и не толкова ярък, колкото жълтия цвят, придаден на пламъка от натриевите съединения.
По-трудно е да се определи колко калий има в разтвора. Този метал има малко съединения, които са неразтворими във вода. Обикновено калият се утаява под формата на перхлорат - сол на много силна перхлорна киселина HClO 4. Между другото, калиевият перхлорат е много силен окислител и като такъв се използва в производството на някои експлозиви и ракетни горива.
За какво се използва калиевият цианид?
За извличане на злато и сребро от руди. За галванично позлатяване и посребряване на неблагородни метали. За получаване на много органични вещества. За азотирана стомана - това придава на повърхността й по-голяма здравина.
За съжаление, това така необходимо вещество е изключително отровно. И KCN изглежда доста безвреден: малки бели кристали с кафеникав или сив нюанс.
Какво е Chrompeak?
По-точно калиев хром. Това са оранжеви кристали със състав K 2 Cr 2 O 7. Chrompic се използва в производството на багрила, а разтворите му се използват за "хромово" дъбене на кожа, както и като цвят за боядисване и щамповане на тъкани. Разтворът на хром в сярна киселина е хромна смес, която се използва във всички лаборатории за измиване на стъклени съдове.
Защо се нуждаете от калий каустик?
Наистина защо? В края на краищата свойствата на тази основа и по-евтината сода каустик са почти еднакви. Химиците откриват разликата между тези вещества едва през 18 век. Най-забележимата разлика между NaOH и KOH е, че калиевият хидроксид е дори по-разтворим във вода от натриевия хидроксид. KOH се получава чрез електролиза на разтвори на калиев хлорид. За да се сведе до минимум хлоридната добавка, се използват живачни катоди. Но това вещество е необходимо преди всичко като изходен продукт за производството на различни калиеви соли. В допълнение, каустичният калий е незаменим при производството на течни сапуни, някои багрила и органични съединения. Каустичният калиев разтвор се използва като електролит в алкалните батерии.
Селитра или селитра?
По-правилно - селитра. Това е общото наименование на нитратните соли на алкалните и алкалоземните метали. Ако кажат просто „селитра“ (не „натрий“, „калций“ или „амоний“, а просто „селитра“), тогава те имат предвид калиев нитрат. Човечеството използва това вещество повече от хиляда години за производството на черен барут. Освен това селитрата е първият двоен тор: от трите най-важни за растенията елемента съдържа два - азот и калий. Така описва селитрата D.I. Менделеев в „Основи на химията“:
„Селитрата е безцветна сол, която има специален охлаждащ вкус. Лесно кристализира в дълги, набраздени, ромбични, шестоъгълни призми отстрани, завършващи в същите пирамиди. Неговите кристали (специфично тегло 1,93) не съдържат вода. При ниска температура (339°) селитрата се топи в напълно безцветна течност. При обикновени температури, в твърда форма, KNO 3 е неактивен и непроменен, но при повишени температури той действа като много силен окислител, тъй като може да освободи значително количество кислород към веществата, смесени с него. Селитрата, хвърлена върху горещи въглища, предизвиква бързо изгаряне, а механичната му смес с натрошени въглища се запалва при контакт с горещо тяло и продължава да гори сама. В този случай се отделя азот, а кислородът на нитрата отива за окисляване на въглища, в резултат на което се получават въглеродна калиева сол (Има предвид поташ) и въглероден диоксид...
В химическата практика и технология селитрата се използва в много случаи като окислител, който действа при високи температури. Това е и основата за използването му за обикновен барут, който е механична смес от фино смляна сяра, селитра и въглища.
Къде и за какво се използват другите калиеви соли?
Калиев бромид KBr - във фотографията за защита на негатива или отпечатъка от завоалиране.
Калиев йодид KI - в медицината и като химичен реактив. Калиев флуорид KF - в металургични флюси и за въвеждане на флуор в органични съединения.
Калиев карбонат (поташ) K 2 CO 3 - в производството на стъкло и сапун, както и като тор.
Калиеви фосфати, по-специално K 4 R 2 O 7 и K 5 R 3 O 10, се използват като компоненти на детергенти.
Калиев хлорат (Бертолетова сол) KClO 3 – в производството на кибрит и пиротехника.
Калиев силикофлуорид K 2 SiF 6 – като добавка към шихтата при извличане на редкоземни елементи от минерали.
Калиево-железен сулфид (жълта кръвна сол) K 4 Fe(CN) 6 3H 2 O - като оцветител за боядисване на тъкани и във фотографията.
Защо калият се нарича калий?
Думата е от арабски произход. На арабски ал-кали означава растителна пепел. За първи път калият е получен от калий каустик, а калият каустик е получен от поташ, изолиран от растителна пепел... Въпреки това, на английски и други европейски езици се запазва името калий, дадено на калия от неговия откривател X. Дейви. Както можете да предположите, тази дума произлиза от думата „поташ“.
Името "калий" е въведено в руската химическа номенклатура през 1831 г. от G.I. Хесъм.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ
калий- деветнадесетият елемент от периодичната таблица. Обозначение - K от латинското "kalium". Намира се в четвърти период, група IA. Отнася се за метали. Ядреният заряд е 19.
Калият не се среща в природата в свободно състояние. Най-важните калиеви минерали са: силвит KCl, силвинит NaCl × KCl, карналит KCl × MgCl 2 × 6H 2 O, каинит KCl × MgSO 4 × 3H 2 O.
В простата си форма калият е лъскав сребристосив метал (Фигура 1) с центрирана кристална решетка. Изключително реактивен метал: бързо се окислява във въздуха, образувайки реакционни продукти.
ориз. 1. Калий. Външен вид.
Атомна и молекулна маса на калия
Относителна молекулна маса на веществото (Mr)е число, показващо колко пъти масата на дадена молекула е по-голяма от 1/12 масата на въглероден атом, и относителна атомна маса на даден елемент(A r) - колко пъти средната маса на атомите на химичен елемент е по-голяма от 1/12 от масата на въглероден атом.
Тъй като в свободно състояние калият съществува под формата на моноатомни K молекули, стойностите на неговите атомни и молекулни маси съвпадат. Те са равни на 39,0983.
Изотопи на калия
Известно е, че в природата калият се среща под формата на два стабилни изотопа 39 K и 41 K. Техните масови числа са съответно 39 и 41. Ядрото на атома на калиевия изотоп 39 K съдържа деветнадесет протона и двадесет неутрона, а изотопът 41 K съдържа същия брой протони и двадесет и два неутрона.
Съществуват изкуствени изотопи на калий с масови числа от 32 до 55, сред които най-стабилен е 40 K с период на полуразпад 1,248 × 10 9 години.
Калиеви йони
На външното енергийно ниво на калиевия атом има един електрон, който е валентен електрон:
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1 .
В резултат на химично взаимодействие калият отдава единствения си валентен електрон, т.е. е негов донор и се превръща в положително зареден йон:
K 0 -1e → L + .
Молекула и атом на калий
В свободно състояние калият съществува под формата на едноатомни молекули L. Нека представим някои свойства, характеризиращи атома и молекулата на калия:
Примери за решаване на проблеми
ПРИМЕР 1
ПРИМЕР 2
| Упражнение | Изчислете масата на калиевия хидроксид, необходим за приготвяне на 20 ml алкален разтвор (масова част на KOH 20%, плътност 1,22 g/ml). |
| Решение | Нека намерим масата на разтвора на калиев хидроксид: В природата калият се среща само в комбинация с други елементи, например в морската вода, а също и в много минерали. Той се окислява много бързо във въздуха и много лесно влиза в химични реакции, особено с вода, образувайки основа. По много свойства калият е много близък до натрия, но от гледна точка на биологичната функция и използване от клетките на живите организми те са антагонистични. История и произход на иметоКалиеви съединения се използват от древни времена. По този начин производството на поташ (който се използва като перилен препарат) съществува още през 11 век. Пепелта, образувана при изгаряне на слама или дърва, се третира с вода и полученият разтвор (луга) се изпарява след филтриране. Сухият остатък, освен калиев карбонат, съдържа калиев сулфат K2SO4, сода и калиев хлорид KCl. депозитиНай-големите находища на поташ се намират в Канада (производител PotashCorp), Русия (PJSC "Uralkali", Березники, Соликамск, Пермска територия, Verkhnekamskoye калиево рудно находище), Беларус (PO "Беларускалий", Солигорск, Starobinskoye поташно находище руда). разпискаКалият, подобно на други алкални метали, се получава чрез електролиза на разтопени хлориди или основи. Тъй като хлоридите имат по-висока точка на топене (600-650 ° C), електролизата на разтопени основи се извършва по-често с добавяне на сода или поташ (до 12%). По време на електролизата на разтопени хлориди, разтопеният калий се отделя на катода, а хлорът се отделя на анода: K + + e − → K (\displaystyle (\mathsf (K^(+)+e^(-)\rightarrow K))) 2 C l − → C l 2 (\displaystyle (\mathsf (2Cl^(-)\rightarrow Cl_(2))))По време на електролизата на алкали, разтопен калий също се отделя на катода и кислород на анода: 4 O H − → 2 H 2 O + O 2 (\displaystyle (\mathsf (4OH^(-)\rightarrow 2H_(2)O+O_(2))))Водата от стопилката се изпарява бързо. За да се предотврати взаимодействието на калия с хлора или кислорода, катодът е направен от мед и над него е поставен меден цилиндър. Полученият калий се събира в разтопена форма в цилиндър. Анодът също е направен под формата на цилиндър от никел (за електролиза на основи) или от графит (за електролиза на хлориди). Методите за термохимична редукция също са от индустриално значение: N a + K O H → N 2 380 − 450 o C N a O H + K (\displaystyle (\mathsf (Na+KOH(\xrightarrow[(N_(2))](380-450^(o)C))NaOH+ K )))и редукция на калиев хлорид от стопилката с калциев карбид, алуминий или силиций. Физични свойстваКалият е сребрист метал с характерен блясък върху прясно оформена повърхност. Много лек и топим. Разтваря се относително добре, образувайки амалгами. Когато се въведе в пламъка на горелката, калият (както и неговите съединения) оцветява пламъка в характерен розово-виолетов цвят. Взаимодействие с прости веществаКалият при стайна температура реагира с атмосферния кислород и халогени; практически не реагира с азот (за разлика от лития и натрия). При умерено нагряване той реагира с водород, за да образува хидрид (200-350 °C): 2 K + H 2 ⟶ 2 K H (\displaystyle (\mathsf (2K+H_(2)\longrightarrow 2KH))) 2 K + 2 N H 3 ⟶ 2 K N H 2 + H 2 (\displaystyle (\mathsf (2K+2NH_(3)\longrightarrow 2KNH_(2)+H_(2))))Металният калий реагира с алкохоли, за да образува алкохолати: 2 K + 2 C 2 H 5 O H ⟶ 2 C 2 H 5 O K + H 2 (\displaystyle (\mathsf (2K+2C_(2)H_(5)OH\longrightarrow 2C_(2)H_(5)OK+H_ (2)\нагоре )))Алкохолатите на алкалните метали (в случая калиевият етанолат) са много силни основи и се използват широко в органичния синтез. Кислородни съединенияK + O 2 ⟶ K O 2 (\displaystyle (\mathsf (K+O_(2)\longrightarrow KO_(2))))Калиев оксидможе да се получи чрез нагряване на метала до температура, която не надвишава 180 °C в среда, съдържаща много малко кислород, или чрез нагряване на смес от калиев супероксид с метален калий: K O 2 + 3 K ⟶ 2 K 2 O (\displaystyle (\mathsf (KO_(2)+3K\longrightarrow 2K_(2)O)))Калиевите оксиди имат изразени основни свойства и реагират бурно с вода, киселини и киселинни оксиди. Те нямат практическо значение. Пероксидите са жълтеникаво-бели прахове, които, разтворими във вода, образуват основи и водороден прекис: K 2 O 2 + 2 H 2 O ⟶ 2 K O H + H 2 O 2 (\displaystyle (\mathsf (K_(2)O_(2)+2H_(2)O\longrightarrow 2KOH+H_(2)O_(2) ))) 4 K O 2 + 2 H 2 O ⟶ 4 K O H + 3 O 2 (\displaystyle (\mathsf (4KO_(2)+2H_(2)O\longrightarrow 4KOH+3O_(2)\uparrow ))) 4 K O 2 + 2 C O 2 ⟶ 2 K 2 C O 3 + 3 O 2 (\displaystyle (\mathsf (4KO_(2)+2CO_(2)\longrightarrow 2K_(2)CO_(3)+3O_(2)\uparrow )))Способността да се обменя въглероден диоксид с кислород се използва в изолационни противогази и на подводници. Като абсорбер се използва еквимоларна смес от калиев супероксид и натриев пероксид. Ако сместа не е еквимоларна, тогава в случай на излишък от натриев пероксид ще се абсорбира повече газ, отколкото ще се освободи (при абсорбиране на два обема CO 2 се отделя един обем O 2) и налягането в затворено пространство ще спадне, а в случай на излишък на калиев супероксид (при абсорбиране на два обема CO 2 се отделят три обема O 2) се отделя повече газ, отколкото се абсорбира, и налягането ще се увеличи. В случай на еквимоларна смес (Na 2 O 2:K 2 O 4 = 1:1), обемите на абсорбираните и освободените газове ще бъдат равни (когато се абсорбират четири обема CO 2, се отделят четири обема O 2 ). Пероксидите са силни окислители, така че се използват за избелване на тъкани в текстилната промишленост. Пероксидите се получават чрез калциниране на метали във въздух, освободен от въглероден диоксид. Известен е също калиев озонид KO 3, оранжево-червен на цвят. Може да се получи чрез взаимодействие на калиев хидроксид с озон при температура не по-висока от 20 °C: 4 K O H + 4 O 3 ⟶ 4 K O 3 + O 2 + 2 H 2 O (\displaystyle (\mathsf (4KOH+4O_(3)\longrightarrow 4KO_(3)+O_(2)+2H_(2)O)) )Калиевият озонид е много силен окислител, например, той окислява елементарната сяра до сулфат и дисулфат още при 50 °C: 6 K O 3 + 5 S ⟶ K 2 S O 4 + 2 K 2 S 2 O 7 (\displaystyle (\mathsf (6KO_(3)+5S\longrightarrow K_(2)SO_(4)+2K_(2)S_(2 )O_(7))))ХидроксидКалиев хидроксид (или каустичен калий) са твърди бели непрозрачни, много хигроскопични кристали, които се топят при температура от 360 °C. Калиевият хидроксид е основа. Разтваря се добре във вода и отделя голямо количество топлина. Разтворимостта на калиев хидроксид при 20 °C в 100 g вода е 112 g. Приложение
Важни връзки
Биологична роляКалият е най-важният биогенен елемент, особено в растителния свят. При липса на калий в почвата растенията се развиват много слабо и добивът намалява, така че около 90% от извлечените калиеви соли се използват като торове. Обозначава се с латинската буква K (от латинското Kalium). Някои калиеви съединения (например поташ, извлечен от дървесна пепел) са били известни още в древността; самият калий обаче е открит едва през 1807 г. от английския химик Хъмфри Дейви, който нарече новия химичен елемент „калий“ (в съответствие с вече известния поташ - калиев карбонат K 2 CO 3). През 1809 г. немският учен Лудвиг Вилхелм Хилберт предлага името "калий" (от арабски ал-кали - поташ), което успешно се утвърждава. Калият е от голямо значение за човешкото здраве; дори малки промени в съдържанието на калий в организма могат да повлияят на нормалното му функциониране. Нека да разгледаме защо е необходим калий в човешкото тяло, защо е опасен неговият дефицит и, обратно, неговата излишна концентрация? Утрото настъпи за всички, но не и за вас? В работата има бързане, а вие сте уморени и нервите ви са на ръба? Трябва да се ободрите, разбира се, само кафето може да ви помогне. Работният ден приключи, но настроението ви все още не се е подобрило? Мислите ли, че можете да прибягвате до алкохол, за да се отървете от едрото настроение, и да го ядете с шоколад? Тогава въпросът е – как се чувствате? Притеснявате ли се от нерви и обща умора? Да, кофеинът ви ободрява. Но колко време? Проблемът вече е идентифициран - тялото е подкопано от злоупотреба със сладкиши, физическа активност и алкохолни напитки. В резултат на това се губи такъв ценен микроелемент като калий, който поддържа мускулите ни в тонус, дава ни жизненост и осигурява добро настроение. Това не се случва „изведнъж“. Кафето и всички диуретични напитки просто измиват този микроелемент от тялото, алкохолът и продуктите, съдържащи захар, забавят усвояването му. Симптоми на недостиг на калий в организмаАко от леки докосвания върху тялото се появи синина, в мускулите започват да се появяват непознати досега болезнени усещания - това също е намаляване на наличието на калий в тялото. Можете да се отървете от болестта за известно време благодарение на хранителния състав от мед и ябълков оцет в съотношение 1:1. Чрез втриване на този разтвор в възпалените мускули, благодарение на добре усвоимия оцет, тъканите се снабдяват с калий. Дефицитът на калий може също да включва симптоми като безпричинни спазми и появата на спукване на малки кръвоносни съдове. Ако искате да се чувствате здрави, научете колкото е възможно повече за този микроелемент. При първите симптоми на заболяването много хора тичат към аптеката. Но без съвет от специалист е по-добре да не предприемате никакви мерки. За да се лекува недостиг на калий в организма, е необходимо да се направи подробен кръвен тест, тъй като излишъкът на калий в организма допринася за по-тежки заболявания от неговия дефицит. Хиперкалиемията е опасна за здравето. Може да се появи дехидратация, стомашно разстройство, сънливост, аритмия и загуба на ориентация. Това състояние възниква при приемане на противотуморни и някои противовъзпалителни лекарства. Само лекар предписва лечение и дава препоръки относно консумацията на необходимите храни. Ако искате да не натоварвате близките си със здравословните си проблеми, приемайте продукти, съдържащи калий. Калий в хранатаИма една прекрасна рецепта, която ви позволява да увеличите съдържанието на калий в организма, която е била известна на нашите баби - сутрин на гладно изпийте една чаена лъжичка мед, разредена в чаша преварена вода. Днес тя е подобрена. Сега се препоръчва да се пие същото количество преварена вода, но с добавка на една чаена лъжичка пчелен мед и ябълков оцет, тъй като в тези продукти се съдържа най-голямо количество калий. Препоръчва се тази напитка да се приема през целия ден, преди всяко хранене, на малки глътки. Съдържанието на калий се съдържа в значителни количества не само в ябълковия оцет и меда, но и в пшеничните трици и маята. В зависимост от физическата активност и телесното тегло, дневното количество калий за всеки човек е строго индивидуално. Не е трудно да го поддържате, ако се храните с подходящите храни. Калият се намира както в месото, така и в растителните продукти и е компонент на всички растения и животни. Всички морски организми получават калий от водата. Овощните дървета, ядките, зеленчуковите и житните растения го извличат от почвата. Как да напълним тялото с калий, като се научим да разбираме продуктите с този безценен минерал? Разделяме ги на група растения и група животни. От растителния свят орехите и кашуто са по-ниски от своите събратя сушени кайсии, стафиди и сини сливи. В сушените плодове водещи са стафидите, смокините и същите сини сливи. За да поддържате дневното количество калий в тялото през лятото, достатъчно е да включите зеленчуци и билки в диетата. Пресни горски плодове, репички, домати, краставици, моркови и тиквички трябва да се предпочитат пред консервите. Трябва да помним, че калият се задържа дълго време в зеленчуците и плодовете – препоръчително е да ги измиете и обелите преди консумация. Картофите, приготвени на пара или печени във фурната, ще бъдат по-здравословни от варените. Не оставяйте нарязаните плодове и зеленчуци за дълго време - в тази форма те бързо губят калий. За да обогатите тялото с калий, препоръчително е да използвате плодове: пъпеши, портокали, банани, дини и можете да разнообразите менюто, като приготвите от тях ягодо-плодови коктейли, пресни сокове и пюрета. През зимата животинските продукти ще помогнат за поддържането на тялото с калий: извара, черен дроб, риба и всички други месни и млечни продукти. За нормализиране на киселинно-алкалния баланс, поддържане на водния баланс и нормализиране на осмотичната концентрация на кръвта в човешкото тяло, калият винаги е функционално свързан с натрий и магнезий. Само така сърцето ще работи без смущения, мозъкът ще получава достатъчно кислород и умората и хроничната умора ще изчезнат. С една дума, не чакайте алармата да звъни, предупреждавайки за неизправност в тялото, погрижете се за себе си предварително. (Калий) K, химичен елемент 1 (Ia) от групата на Периодичната таблица, принадлежи към алкалните елементи. Атомен номер 19, атомна маса 39,0983. Състои се от два стабилни изотопа 39 K (93,259%) и 41 K (6,729%), както и радиоактивен изотоп 40 K с период на полуразпад ~10 9 години. Този изотоп играе специална роля в природата. Делът му в сместа от изотопи е само 0,01%, но той е източникът на почти целия аргон 40 Ar, съдържащ се в земната атмосфера, който се образува по време на радиоактивния разпад на 40 K. В допълнение, 40 K присъства във всички живи организми, което може да окаже известно влияние върху тяхното развитие. Изотопът 40 K се използва за определяне на възрастта на скалите с помощта на калиево-аргонов метод. Изкуственият изотоп 42 K с период на полуразпад 15,52 години се използва като радиоактивен индикатор в медицината и биологията. Степен на окисление +1. Калиеви съединения са известни от древни времена. Поташ калиев карбонат K 2 CO 3 отдавна е изолиран от дървесна пепел. Металният калий е получен чрез електролиза на разтопен калиев хидроксид (KOH) през 1807 г. от английския химик и физик Хъмфри Дейви. Името "калий", избрано от Дейви, отразява произхода на елемента в поташа. Латинското наименование на елемента произлиза от арабското име за поташ „ал-кали“. Думата „калий“ е въведена в руската химическа номенклатура през 1831 г. от петербургския академик Херман Хес (1802–1850). Фигуровски Н.А. Откриване на елементи и произход на имената им. М., Наука, 1970 намери " КАЛИЙ" на |