Людство знайоме з калієм понад півтора століття. У лекції, прочитаної в Лондоні 20 листопада 1807 р., Хемфрі Деві повідомив, що при електролізі їдкого калі він отримав «маленькі кульки з сильним металевим блиском... Деякі з них зараз після своєї освіти згоряли з вибухом». То й був калій.
Калій – чудовий метал. Чудовий він не тільки тому, що ріжеться ножем, плаває у воді, спалахує на ній із вибухом і горить, забарвлюючи полум'я у фіолетовий колір. І не тільки тому, що цей елемент – один із найактивніших хімічно. Все це можна вважати природним, тому що відповідає положенню лужного металу калію таблиці Менделєєва. Калій чудовий своєю незамінністю для всього живого і примітний як всебічно «непарний» метал.
Зверніть увагу: його атомний номер 19, атомна маса 39 у зовнішньому електронному шарі – один електрон, валентність 1+. Як вважають хіміки, саме цим пояснюється виняткова рухливість калію у природі. Він входить до складу кількох сотень мінералів. Він знаходиться у ґрунті, в рослинах, в організмах людей та тварин. Він – як класичний Фігаро: тут – там – усюди.
Калій та ґрунт
Навряд чи можна пояснити випадковістю чи примхою лінгвістів той факт, що в російській мові одним словом позначаються і сама наша планета, і її верхній шар – ґрунт. «Земля-матінка», «земля-годувальниця» – це, швидше, про ґрунт, ніж про планету в цілому...
Але що таке ґрунт?
Самостійне і своєрідне природне тіло. Воно утворюється з поверхневих шарів різноманітних гірських порід під впливом повітря, води, температурних перепадів, життєдіяльності різних жителів Землі. Нижче під ґрунтом приховані так звані материнські гірські породи, складені з різних мінералів. Вони поступово руйнуються та поповнюють «запаси» ґрунту.
А в ґрунті, окрім суто механічного, постійно відбувається й інша руйнація. Його називають хімічним вивітрюванням. Вода та вуглекислий газ (меншою мірою інші речовини) поступово руйнують мінерали.
Майже 18% ваги земної кори посідає частку калійсодержащего мінералу – ортоклаза. Це подвійна сіль крем'яної кислоти K 2 Al 2 Si 6 O 16 або K 2 O · Al 2 O 3 · 6SiO 2 . Ось що відбувається з ортоклазом внаслідок хімічного вивітрювання:
До 2 О · Аl 2 O 3 · 6SiO 2 + 2Н 2 О + CO 2 → K 2 CO 3 + Al 2 O 3 · 2SiO 2 · 2Н 2 O + 4SiO 2 .
Ортолаз перетворюється на каолін (різновид глини), пісок і поташ. Пісок і глина йдуть на побудову мінерального кістяка ґрунту, а калій, що перейшов з ортоклазу в поташ, розкріпачується, стає доступним для рослин. Але не весь одразу.
У ґрунтових водах молекули К 2 CO 3 дисоціюють: К 2 CO 3 ↔ K + + KCO – 3 ↔ 2K + + CO 2–3 . Частина іонів калію залишається в ґрунтовому розчині, який для рослин є джерелом живлення. Але більшість іонів калію поглинається колоїдними частинками грунту, звідки корінням рослин витягти їх досить складно. Ось і виходить, що хоча калію в землі багато, часто рослинам його не вистачає.
Через те, що грудочки ґрунту «замикають» більшу частину калію, вміст цього елемента в морській воді майже в 50 разів менший, ніж натрію. Підраховано, що з тисячі атомів калію, що звільняються при хімічному вивітрюванні, лише два досягають морських басейнів, а 998 залишаються у ґрунті. "Грунт поглинає калій, і в цьому її чудодійна сила", - писав академік О.Є. Ферсман.
Калій та рослина
Калій міститься у всіх рослинах. Відсутність калію призводить рослина до загибелі. Майже весь калій знаходиться у рослинах в іонній формі – К+. Частина іонів знаходиться у клітинному соку, інша частина поглинена структурними елементами клітини.
Іони калію беруть участь у багатьох біохімічних процесах, які у рослині. Встановлено, що у клітинах рослин ці іони перебувають головним чином протоплазмі. У клітинному ядрі не виявлено. Отже, у процесах розмноження та передачі спадкових ознак калій не бере участі. Але й без цього роль калію у житті рослини велика і різноманітна.
Калій входить і в плоди, і в коріння, і в стебла, і в листя, причому у вегетативних органах його зазвичай більше, ніж у плодах. Ще одна характерна особливість: у молодих рослинах більше калію, ніж у старих. Помічено також, що в міру старіння окремих органів рослин іони калію переміщуються до найбільш інтенсивного росту.
При нестачі калію рослини повільніше ростуть, їх листя, особливо старе, жовтіє і буріє по краях, стебло стає тонким і неміцним, а насіння втрачає схожість.
Встановлено, що іони калію активізують синтез органічних речовин у рослинних клітинах. Особливо сильно впливають вони на утворення вуглеводів. Якщо калію не вистачає, рослина гірше засвоює вуглекислий газ, і для синтезу нових молекул вуглеводів їй бракує вуглецевої сировини. Одночасно посилюються процеси дихання і цукру, що містяться в клітинному соку, окислюються. Таким чином, запаси вуглеводів у рослинах, які опинилися на голодному пайку (за калієм), не поповнюються, а витрачаються. Плоди такої рослини – це особливо помітно на фруктах – будуть менш солодкими, ніж у рослин, які отримали нормальну дозу калію. Крохмаль теж вуглевод, тому і на його вміст у плодах сильно впливає калій.
Але це не все. Рослини, які отримали достатньо калію, легше переносять посуху та морозні зими. Це тим, що калій впливає здатність колоїдних речовин рослинних клітин поглинати воду і набухати. Бракує калію - клітини гірше засвоюють і утримують вологу, стискаються, відмирають.
Іони калію впливають і азотний обмін речовин. При нестачі калію в клітинах накопичується надлишок аміаку. Це може призвести до отруєння та загибелі рослини.
Вже згадувалося, що калій впливає і дихання рослин, а посилення дихання позначається як вміст вуглеводів. Чим інтенсивніше дихання, тим активніше йдуть усі окислювальні процеси, і багато органічних речовин перетворюються на органічні кислоти. Надлишок кислот може спричинити розпад білків. Продукти цього розпаду – дуже сприятливе середовище для грибків та бактерій. Ось чому при калійному голодуванні рослини набагато частіше уражаються хворобами та шкідниками. Фрукти та овочі, що містять продукти розпаду білків, погано переносять транспортування, їх не можна довго зберігати.
Одним словом, хочеш отримувати смачні і добре зберігаються плоди - годуй рослину калієм досхочу. А для зернових калій важливий ще з однієї причини: він збільшує міцність соломи і тим самим запобігає виляганню хлібів.
Калійні добрива
Рослини щорічно витягують із ґрунту велику кількість калію.
Найдешевше (фактично обдароване) і водночас прекрасне за якістю калійне добриво – пічна зола. У ній калій знаходиться у вигляді поташу К2CO3. Склад золи різних рослин далеко не однаковий. Найбільше калію в золі соняшнику - 36,3% До 2 О (зміст калію в калійних добривах прийнято перераховувати на K 2 O). У золі дров окису калію значно менше – від 3,2% (ялинові дрова) до 13,8% (березові дрова). Ще менше калію у золі торфу.
Звичайно, однією золою калійний голод рослин не вгамувати. Найважливішим калійним добривом стали природні калійні солі, насамперед сильвініт і каїніт. Сільвініт – дуже поширений мінерал. Його склад позначають формулою m KCl · n NaCl. Крім хлоридів натрію та калію, у ньому є домішки солей кальцію, магнію та інших елементів. Зазвичай у силініті 14...18% До 2 O. У каїніті KCl · MgSO 4 · 3H 2 O окису калію менше – 10...12%.
Значну частину природних калійних солей переробляють на технічний продукт – хлористий калій (зміст калію у перерахуванні на K 2 O 50...62%).
З сильвініту хлористий калій одержують методами галургії або флотації. Перший заснований на різній розчинності KCl та NaCl у воді при підвищених температурах. Другий – на різній змочуваності цих речовин.
Перший метод використовується ширше. При нормальній температурі розчинність хлоридів калію та натрію майже однакова. З підвищенням температури розчинність NaCl майже змінюється, а розчинність KCl сильно зростає. На холоді готують насичений розчин обох солей, потім нагрівають і обробляють їм сильвініт. При цьому розчин додатково насичується хлористим калієм, а частина кухонної солі витісняється з розчину, випадає в осад і відокремлюється фільтруванням. Розчин охолоджують, і з нього викристалізовується надлишковий хлористий калій. Кристали відокремлюють на центрифугах і сушать, а маточний розчин йде на обробку нової порції сильвініту.
Технічний хлористий калій застосовують і самостійно й у суміші із природними калійними солями.
Як добрива використовується також більш дорогий, але не гігроскопічний і сульфат калію K 2 SО 4 , що не злежується. Це добриво можна застосовувати на будь-яких ґрунтах. А іони хлору, які вносяться хлористим калієм, для деяких ґрунтів явно небажані. Протипоказані вони і деяким рослинам. Надлишок іонів Сl – знижує вміст крохмалю в бульбах картоплі, погіршує якість лляних волокон, а персики, виноград та цитрусові робить кислішими.
Таким чином, удобрюючи землю хлористим калієм, ми одночасно робимо все, щоб покращити і погіршити якість майбутніх плодів. Остання можна уникнути, якщо застосовувати найбільш раціональні, хімічно обґрунтовані способи внесення калійних солей.
Іони хлору на відміну від іонів калію ґрунтом не поглинаються: вони легко вимиваються ґрунтовими водами та несуть у нижні горизонти. Тому, щоб зберегти в грунті калій, але прибрати з неї хлор, потрібно калійні добрив, що містять хлор, вносити в грунт восени. Поки насіння проросте і коренева система почне засвоювати іони з ґрунту, осінні дощі та талі води встигнуть забрати іони хлору вглиб.
До речі, будь-яке калійне добриво потрібно не просто розкидати рівномірно по полю, а закладати його плугом на глибину оранки – так набагато ефективніше.
У сільськогосподарській практиці прийнято вносити від 30 до 90 кг K2O на гектар посіву. Але ці дози дуже умовні, оскільки потреба в калійних добривах визначається не лише складом ґрунту, а й тим, яка культура на цьому полі посіяна. Буряків, картоплі, бобових культур, соняшнику, гречки потрібно більше калію, ніж пшениці, жита, ячменю.
Агрономи вважають, що за сприятливих умов один кілограм К2О в середньому дає такі надбавки врожаю: зерна – від 3 до 8 кг, картоплі – 35 кг, цукрових буряків – 40 кг.
У нашій країні є найбагатші у світі родовища калійних солей (район Солікамська – Березняків). У 1975 р. сільське господарство країни отримало понад 12 млн т калійних добрив. Це у 12 разів більше, ніж у 1950 р., та у 2,6 разу більше, ніж у 1965 р.
Калій – людині
Власне, все, про що розказано вище, теж на тему «калій – людині». А тут коротко – про біологічну роль елемента №19 у житті найскладнішого із живих організмів Землі.
Встановлено, що солі калію неможливо замінити в людини ніякими іншими солями. В основному калій міститься в крові та протоплазмі клітин. Багаті калієм печінка та селезінка. Значна роль цього елемента у регулюванні діяльності ферментів.
Не можна забувати ще про одну роль калію в ріллі життя. Природний калій складається з трьох ізотопів: двох стабільних – 39 К та 41 К та одного радіоактивного – 40 К з періодом піврозпаду близько 1,3 млрд років. Цей ізотоп міститься в живих організмах і своїм випромінюванням робить значний внесок у загальну суму природного (фонового) опромінення.
Організм дитини, як і молода рослина, потребує більше калію, ніж організм дорослої людини. Добова потреба у калії в дитини становить 12...13 мг на 1 кг ваги, а дорослого – 2...3 мг, тобто. у 4...6 разів менше.
Більшість необхідного йому калію людина отримує з їжі рослинного походження. Нестача калію виявляється на різних системах та органах, а також на обміні речовин.
Мабуть, не дуже перебільшував Олександр Євгенович Ферсман, який написав у одній зі своїх книг: «калій – основа життя».
Зустріч із калієм?
Якщо на складі або на товарній станції ви побачите сталеві ящики з написами: «Вогнебезпечно!», «Від води вибухає», то ймовірно, що ви зустрілися з калієм.
Багато запобіжних заходів роблять при перевезенні цього металу. Тому, розкривши сталевий ящик, ви не побачите калію, а побачите ретельно запаяні сталеві банки. У них – калій та інертний газ – єдине безпечне для калію середовище. Великі партії калію перевозять у герметичних контейнерах під тиском інертного газу, що дорівнює 1,5 атм.
Навіщо потрібний металевий калій?
Металевий калій використовують як каталізатор у виробництві деяких видів синтетичного каучуку, а також у лабораторній практиці. Останнім часом основним застосуванням цього металу стало виробництво перекису калію К 2 Про 2, що використовується для регенерації кисню. Сплав калію з натрієм служить теплоносієм атомних реакторах, а виробництві титану – відновником.
З солі та лугу
Отримують калій найчастіше в обмінній реакції розплавлених їдкого калію та металевого натрію: KOH + Na → NaOH + К. Процес йде в колоні ректифікації з нікелю при температурі 380...440°C. Подібним чином одержують елемент №19 і хлористого калію, тільки в цьому випадку температура процесу вище – 760...800°C. За такої температури і натрій, і калій перетворюються на пару, а хлористий калій (з добавками) плавиться. Пара натрію пропускають через розплавлену сіль і конденсують отримані пари калію. Цим самим способом отримують і сплави натрію з калієм. Склад металу великою мірою залежить умов процесу.
Як бути якщо...
Ви вперше маєте справу з металевим калієм.
Необхідно пам'ятати про високу реакційну здатність цього металу, про те, що калій спалахує від найменших слідів води. Працювати з калієм обов'язково у гумових рукавичках та захисних окулярах, а краще – у масці, що закриває все обличчя. З великою кількістю калію працюють у спеціальних камерах, заповнених азотом або аргоном. (Зрозуміло, у спеціальних скафандрах.)
А якщо калій таки спалахнув, його гасять не водою, а содою або кухонною сіллю.
Чи є у розчині іони калію?
З'ясувати це неважко. Дрітове кільце опустіть у розчин, а потім внесіть у полум'я газового пальника. Якщо калій є, полум'я забарвиться у фіолетовий колір, щоправда, не такий яскравий, як жовтий колір, що надається полум'я сполуками натрію.
Складніше визначити, скільки калію у розчині. Нерозчинних у воді сполук цього металу небагато. Зазвичай калій беруть в облогу у вигляді перхлорату – солі дуже сильної хлорної кислоти HClО 4 . До речі, перхлорат калію – дуже сильний окислювач і в цій якості застосовується у виробництві деяких вибухових речовин та ракетних палив.
Навіщо потрібен ціанистий калій?
Для отримання золота і срібла з руд. Для гальванічного золочення та сріблення неблагородних металів. Для одержання багатьох органічних речовин. Для азотування сталі – це надає її поверхні великої міцності.
На жаль, ця дуже потрібна речовина надзвичайно отруйна. А виглядає KCN цілком нешкідливо: дрібні кристали білого кольору з коричневим або сірим відтінком.
Що таке хромпік?
Точніше – хромпік калієвий. Це помаранчеві кристали складу До 2 Сr 2 Про 7 . Хромпик використовують у виробництві барвників, а його розчини – для «хромового» дублення шкір, а також як протрава при фарбуванні та друкуванні тканин. Розчин хромпіку в сірчаній кислоті – хромова суміш, яку застосовують у всіх лабораторіях для миття скляного посуду.
Навіщо потрібне їдке калі?
Справді, навіщо? Адже властивості цього лугу та дешевшого їдкого натру практично однакові. Різницю між цими речовинами хіміки виявили лише у XVIII ст. Найпомітніша різниця між NaOH та KOH у тому, що їдке калі у воді розчиняється ще краще, ніж їдкий натр. KOH одержують електролізом розчинів хлористого калію. Щоб домішка хлоридів була мінімальною, використовують ртутні катоди. А потрібна ця речовина насамперед як вихідний продукт для одержання різних солей калію. Крім того, без їдкого калі не обійтися у виробництві рідких мил, деяких барвників та органічних сполук. Розчин їдкого калі використовується як електроліт в лужних акумуляторах.
Селітра чи селітри?
Правильніше – селітри. Це загальна назва азотнокислих солей лужних та лужноземельних металів. Якщо ж кажуть просто «селітра» (не «натрієва» чи «кальцієва» чи «аміачна», а просто – «селітра»), то мають на увазі нітрат калію. Цією речовиною людство користується вже понад тисячу років – для одержання чорного пороху. Крім того, селітра – перше подвійне добриво: із трьох найважливіших для рослин елементів у ній є два – азот та калій. Ось як описав селітру Д.І. Менделєєв в «Основах хімії»:
«Селітра представляє безбарвну сіль, що має особливий прохолодний смак. Вона легко кристалізується довгими, з боків борозенчастими, ромбічними, шестигранними призмами, що закінчуються такими ж пірамідами. Її кристали (уд. вага 1,93) не містять води. При слабкому розжарюванні (339 °) селітра плавиться в абсолютно безбарвну рідину. При звичайній температурі в твердому вигляді КNO 3 малодіяльна і незмінна, але при підвищеній температурі вона діє як дуже сильний засіб, що окислює, тому що може віддати змішаним з нею речовинам значну кількість кисню. Покинута на розпечене вугілля селітра виробляє швидке його горіння, а механічна суміш її з подрібненим вугіллям спалахує від дотику з розжареним тілом і продовжує сама горіти. При цьому виділяється азот, а кисень селітри йде на окислення вугілля, внаслідок чого і виходять вуглекалієва сіль (Мається на увазі поташ.) і вуглекислий газ.
У хімічній практиці та техніці селітра використовується у багатьох випадках як окисний засіб, що діє за високої температури. На цьому ж засноване застосування її для звичайного пороху, який є механічною сумішшю дрібно подрібнених: сірки, селітри та вугілля».
Де і для чого використовуються інші солі калію?
Бромистий калій KBr – у фотографії, щоб запобігти негативу або відбитку від вуалі.
Йодистий калій KI – у медицині та як хімічний реактив. Фтористий калій KF – у складі металургійних флюсів та для введення фтору в органічні сполуки.
Вуглекислий калій (поташ) До 2 CO 3 - у скляному та миловарному виробництвах, а також кік добрива.
Фосфати калію, зокрема До 4 Р 2 Про 7 і До 5 Р 3 Про 10 - як компоненти миючих засобів.
Хлорат калію (бертолетова сіль) КClO 3 – у сірниковому виробництві та піротехніці.
Кремнефтористий калій K 2 SiF 6 – як добавка до шихти під час вилучення рідкісноземельних елементів з мінералів.
Залізистосинеродистий калій (жовта кров'яна сіль) K 4 Fe(CN) 6 · 3Н 2 Про як протрава при фарбуванні тканин і у фотографії.
Чому калій назвали калієм?
Слово це арабське походження. Арабською, «аль-калі» - попел рослин. Вперше калії отримано з їдкого калі, а їдке калі – з поташу, виділеного із золи рослин... Втім, в англійській та інших європейських мовах збереглася назва potassium, дана калію його першовідкривачем X. Деві. Як неважко здогадатися, це слово бере початок від слова «поташ».
У російську хімічну номенклатуру назву «калій» запроваджено 1831 р. Г.І. Гессом.
ВИЗНАЧЕННЯ
Калій– дев'ятнадцятий елемент Періодичної таблиці. Позначення – K від латинського «kalium». Розташований у четвертому періоді, ІА групі. Належить до металів. Заряд ядра дорівнює 19.
Калій не зустрічається у природі у вільному стані. Найбільш важливими мінералами калію є: сильвін KCl, сильвініт NaCl×KCl, карналіт KCl×MgCl 2 ×6H 2 O, каїніт KCl×MgSO 4 ×3H 2 O.
У вигляді простої речовини калій є блискучим сріблясто-сірим металом (рис. 1) з об'ємно-центрованими кристалічними гратами. Винятково реакційний метал: на повітрі швидко окислюється, утворюючи пухкі продукти взаємодії.
Мал. 1. Калій. Зовнішній вигляд.
Атомна та молекулярна маса калію
Відносна молекулярна маса речовини (M r)- це число, що показує, у скільки разів маса даної молекули більша за 1/12 маси атома вуглецю, а відносна атомна маса елемента(A r) — у скільки разів середня маса атомів хімічного елемента більша за 1/12 маси атома вуглецю.
Оскільки у вільному стані калій існує як одноатомних молекул K, значення його атомної і молекулярної мас збігаються. Вони дорівнюють 39,0983.
Ізотопи калію
Відомо, що у природі калій може бути у вигляді двох стабільних ізотопів 39 Kі 41 K. Їх масові числа дорівнюють 39 і 41 відповідно. Ядро атома ізотопу калію 39 K містить дев'ятнадцять протонів і двадцять нейтронів, а ізотопу 41 K - таку ж кількість протонів і двадцять два нейтрони.
Існують штучні ізотопи калію з масовими числами від 32 до 55, серед яких найбільш стабільним є 40 K з періодом напіврозпаду рівним 1,248×10 9 років.
Іони калію
На зовнішньому енергетичному рівні атома калію є один електрон, який є валентним:
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1 .
Через війну хімічного взаємодії калій віддає свій єдиний валентний електрон, тобто. є його донором, і перетворюється на позитивно заряджений іон:
До 0 -1e → Л+.
Молекула та атом калію
У вільному стані калій існує у вигляді одноатомних молекул Л. Наведемо деякі властивості, що характеризують атом та молекулу калію:
Приклади розв'язання задач
ПРИКЛАД 1
ПРИКЛАД 2
| Завдання | Обчисліть масу гідроксиду калію, який потрібно приготування розчину лугу об'ємом 20 мл (масова частка KOH 20%, щільність 1,22 г/мл). |
| Рішення | Знайдемо масу розчину гідроксиду калію: У природі калій зустрічається тільки в з'єднаннях з іншими елементами, наприклад, у морській воді, а також у багатьох мінералах. Дуже швидко окислюється на повітрі і дуже легко вступає в хімічні реакції, особливо з водою, утворюючи луг. Багато властивостях калій дуже близький натрію , але з погляду біологічної функції та використання клітинами живих організмів вони антагоністичні . Історія та походження назвиЗ'єднання калію використовуються з найдавніших часів. Так, виробництво поташу (який застосовувався як миючий засіб) існувало вже у XI столітті. Попелю, що утворюється при спалюванні соломи або деревини, обробляли водою, а отриманий розчин (луг) після фільтрування випарювали. Сухий залишок, крім карбонату калію, містив сульфат калію K 2 SO 4 соду і хлорид калію KCl. РодовищаНайбільші родовища калію знаходяться на території Канади (виробник PotashCorp), Росії (ПАТ «Уралкалій», м. Березники, м. Солікамськ, Пермський край, Верхньокамське родовище калійних руд), Білорусії (ПО «Білоруськалій», м. Солігорськ, Старобинське місце руд). ОтриманняКалій, як і інші лужні метали, одержують електролізом розплавлених хлоридів або лугів. Так як хлориди мають вищу температуру плавлення (600-650 ° C), то частіше проводять електроліз розплавлених лугів з добавкою до них соди або поташу (до 12%). При електролізі розплавлених хлоридів на катоді виділяється розплавлений калій, але в аноді - хлор : K + + e − → K (\displaystyle (\mathsf (K^(+)+e^(-)\rightarrow K)))) 2 C l − → C l 2 (\displaystyle (\mathsf (2Cl^(-)\rightarrow Cl_(2))))При електролізі лугів на катоді також виділяється розплавлений калій, але в аноді - кисень : 4 O H − → 2 H 2 O + O 2 (\displaystyle (\mathsf (4OH^(-)\rightarrow 2H_(2)O+O_(2))))Вода із розплаву швидко випаровується. Щоб калій не взаємодіяв із хлором чи киснем, катод виготовляють із міді і з нього поміщають мідний циліндр. Калій, що утворився, в розплавленому вигляді збирається в циліндрі. Анод виготовляють також як циліндра з нікелю (при електролізі лугів) чи з графіту (при електролізі хлоридів). Важливе промислове значення мають методи термохімічного відновлення: 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)))та відновлення з розплаву хлориду калію карбідом кальцію, алюмінієм або кремнієм. Фізичні властивостіКалій – сріблястий метал із характерним блиском на свіжоутвореній поверхні. Дуже легкий та легкоплавкий. Відносно добре розчиняється в, утворюючи амальгами. Будучи внесеним у полум'я пальника, калій (а також його сполуки) забарвлює полум'я у характерний рожево-фіолетовий колір. Взаємодія з простими речовинамиКалій за кімнатної температури реагує з киснем повітря, галогенами; практично не реагує з азотом (на відміну від літію та натрію). При помірному нагріванні реагує з воднем із утворенням гідриду (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))))Металевий калій реагує зі спиртами з утворенням алкоголятів: 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) (2)\uparrow )))Алкоголяти лужних металів (в даному випадку – етанолат калію) є дуже сильними основами та широко використовуються в органічному синтезі. З'єднання з киснемK + O 2 ⟶ K O 2 (\displaystyle (\mathsf (K+O_(2)\longrightarrow KO_(2))))Оксид каліюможе бути отриманий при нагріванні металу до температури не вище 180 °C в середовищі, що містить дуже мало кисню або при нагріванні суміші супероксиду калію з металевим калієм: K O 2 + 3 K ⟶ 2 K 2 O (\displaystyle (\mathsf (KO_(2)+3K\longrightarrow 2K_(2)O)))Оксиди калію мають яскраво виражені основні властивості, бурхливо реагують з водою, кислотами і кислотними оксидами. Практичного значення вони мають. Пероксиди являють собою жовтувато-білі порошки, які, добре розчиняючись у воді, утворюють луги та пероксид водню: K 2 O 2 + 2 H 2 O ⟶ 2 K O H + 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 )))Властивість обмінювати вуглекислий газ на кисень використовується в ізолюючих протигазах та на підводних човнах. Як поглинач використовують еквімолярну суміш супероксиду калію і пероксиду натрію. Якщо суміш не еквімолярна, то у разі надлишку пероксиду натрію поглинеться більше газу, ніж виділиться (при поглинанні двох об'ємів CO 2 виділяється один об'єм O 2), і тиск у замкнутому просторі впаде, а у разі надлишку супероксиду калію (при поглинанні двох об'ємів CO 2 виділяється три об'єми O 2) виділяється більше газу, ніж поглинеться, і тиск підвищиться. У разі еквімолярної суміші (Na 2 O 2:K 2 O 4 = 1:1) обсяги поглинається і виділяється газів будуть рівні (при поглинанні чотирьох об'ємів CO 2 виділяється чотири об'єми O 2). Пероксиди є сильними окислювачами, тому їх застосовують для відбілювання тканин текстильної промисловості. Отримують пероксиди прожарюванням металів на повітрі, звільненому від вуглекислого газу. Також відомий озонид калію KO 3, оранжево-червоного кольору. Отримати його можна взаємодією гідроксиду калію з озоном за температури не вище 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)) )Озонід калію є дуже сильним окислювачем, наприклад, окислює елементарну сірку до сульфату та дисульфату вже 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))))ГідроксидГідроксид калію (або їдке калі) являє собою тверді білі непрозорі, дуже гігроскопічні кристали, що плавляться при температурі 360 °C. Гідроксид калію відноситься до лугів. Він добре розчиняється у воді із виділенням великої кількості тепла. Розчинність їдкого калі при 20 ° C 100 г води становить 112 г . Застосування
Важливі з'єднання
Біологічна рольКалій - найважливіший біогенний елемент, особливо у рослинному світі. При нестачі калію в грунті рослини розвиваються дуже погано, зменшується врожай, тому близько 90% солей калію, що добувають, використовують як добрива. Позначається латинською літерою K (від латинського Kalium). Деякі сполуки калію (наприклад, поташ, що видобувався з деревної золи) були відомі вже в давнину; однак сам калій був відкритий лише в 1807 році англійським хіміком Гемфрі Деві, який назвав новий хімічний елемент «потасій» (за співзвуччям з уже відомим поташом — карбонатом калію K 2 CO 3). 1809 року німецький учений Людвіг Вільгельм Гільберт запропонував назву «калій» (від арабського аль-калі — поташ), яке успішно прижилося. Калій має значення для здоров'я людини, навіть невеликі зміни вмісту калію в організмі можуть вплинути на його нормальне функціонування. Давайте розглянемо, навіщо потрібний калій в організмі людини, чим небезпечний його дефіцит і, навпаки, надмірна концентрація? Для всіх ранок настав, а тобі ні? На роботі аврал, а в тебе втома, нерви межі? Треба підбадьоритися, звичайно, може виручити тільки каву. Закінчився робочий день, а настрій так і не покращав? Думаєш можна вдатися до алкоголю, щоб позбутися від лихого настрою, а заїсти його шоколадкою? Тоді питання – як почуваєшся? Турбують нерви та загальна втома? Так, кофеїн бадьорить. Тільки чи надовго? Проблема вже позначена – організм підірваний зловживанням солодким, фізичними навантаженнями та спиртними напоями. В результаті втрачається такий цінний мікроелемент, як калій, який підтримує наші м'язи в тонусі, вселяє в нас бадьорість та забезпечує гарний настрій. Відбувається це не раптом. Кава і всі сечогінні напої просто вимивають цей мікроелемент з організму, алкоголь і цукрозміщуючі продукти уповільнюють його засвоєння. Симптоми дефіциту калію в організміЯкщо від незначних дотиків на тілі з'являється синець, у м'язах стали виявлятися, не відомі досі, хворобливі відчуття – також зниження присутності калію в організмі. На деякий час позбутися недуги можна завдяки поживному складу, у співвідношенні 1:1, меду та яблучного оцту. Втираючи цей розчин у хворі м'язи, за рахунок оцту, що добре вбирається, тканини забезпечуються калієм. До дефіциту калію можна віднести і такі симптоми як, безпричинні судоми і поява дрібних кровоносних судин, що лопаються. Хочеш почуватися здоровим, дізнайся про цей мікроелемент якнайбільше. При перших симптомах захворювання багато хто біжить в аптеку. Але без рекомендації фахівця краще не вживати жодних заходів. Для лікування дефіциту калію в організмі необхідно мати розгорнутий аналіз крові, оскільки перевищення калію в організмі сприяє більш тяжким захворюванням, ніж його нестача. Гіперкаліємія є небезпечною для здоров'я. Може статися зневоднення організму, розлад шлунка, настати сонливість, аритмія, втрата орієнтації. Такий стан виникає при прийомі протипухлинних та деяких протизапальних препаратів. Тільки лікар призначає лікування та дає рекомендації щодо вживання необхідних продуктів харчування. Хочеш не обтяжувати близьких тобі людей, своїми проблемами зі здоров'ям, приймай калій продукти, що містять. Калій у продуктах харчуванняЄ чудовий рецепт, що дозволяє збільшити вміст калію в організмі, який був відомий ще нашим бабусям - вранці натщесерце, випивати чайну ложку меду розведену в склянці кип'яченої води. Сьогодні він удосконалений. Тепер рекомендується пити стільки ж кип'яченої води, але з додаванням по одній чайній ложці бджолиного меду та яблучного оцту, тому що калій саме в цих продуктах знаходиться у найбільшій кількості. Приймати такий напій рекомендується протягом усього дня, перед кожним прийомом їжі, невеликими ковтками. Вміст калію у значній кількості існує не тільки в яблучному оцті та меді, а й у пшеничних висівках, і в дріжджах. Залежна від фізичної активності та маси тіла, добова частка калію для кожної людини є суто індивідуальною. Підтримувати її не важко, якщо вживати відповідні продукти. Калій знаходиться як у м'ясних, так і у рослинних продуктах, це складова частина всіх рослин та тварин. Усі морські організми отримують калій із води. Фруктові дерева, горіхи, овочеві та злакові рослини витягають його з ґрунту. Як поповнити організм калієм, навчившись розумітися на продуктах, з цим безцінним мінералом? Розбиваємо їх на групу рослин та групу тваринний світ. З рослинного світу волоські горіхи та кешью програють своїм побратимам курагу, родзинки та чорносливу. У сухофруктах першість займають родзинки, інжир і той самий чорнослив. Щоб підтримати добову частку калію в організмі влітку, достатньо включити в раціон овочі та зелень. Свіжі ягоди, редиска, томати, огірки, морква, кабачки повинні мати перевагу перед консервованими продуктами. Треба пам'ятати, щоб калій зберігався тривалий час у овочах та фруктах – мити та чистити їх бажано перед вживанням. Картопля – ж, приготована на пару або печінка в духовці, буде кориснішою, ніж відвареною. Не залишайте на довго різані фрукти та овочі – у такому вигляді вони швидко втрачають калій. Для збагачення організму калієм бажано використовувати і фрукти: дині, апельсини, банани, кавуни, а урізноманітнити меню можна приготувавши з них ягідно-фруктові коктейлі, фреші та пюре. Взимку підтримати організм калієм допоможуть продукти тваринного походження: сир, печінка, риба та решта м'ясомолочних продуктів. Для нормалізації кислотно-лужного балансу, підтримки водного балансу та нормалізації осмотичної концентрації крові в організмі людини, калій завжди функціонально пов'язаний із натрієм та магнієм. Тільки так серце працюватиме без порушень, мозок отримуватиме достатньо кисню і зникне стомлюваність та хронічна втома. Одним словом, не чекайте, коли прозвучить тривожний дзвіночок, що попереджає про збій в організмі, подбайте про себе заздалегідь. (Kalium) K, хімічний елемент 1 (Ia) групи Періодичної системи відноситься до лужних елементів. Атомний номер 19, атомна вага 39,0983. Складається з двох стабільних ізотопів 39 K (93,259%) та 41 K (6,729%), а також радіоактивного ізотопу 40 K з періодом напіврозпаду ~109 років. Цей ізотоп грає у природі особливу роль. Його частка в суміші ізотопів становить всього 0,01%, проте саме він є джерелом практично всього аргону 40 Ar, що міститься в земній атмосфері, який утворюється при радіоактивному розпаді 40 K. Крім того, 40 K присутній у всіх живих організмах, що, можливо, надає певний вплив з їхньої розвиток. Ізотоп 40 K служить визначення віку гірських порід калій-аргоновым методом. Штучний ізотоп 42 K з періодом напіврозпаду 15,52 року використовується як радіоактивний індикатор у медицині та біології. Ступінь окиснення +1. Сполуки калію відомі з давніх часів. Поташ - карбонат калію K 2 CO 3 - здавна виділяли з деревної золи. Металевий калій був отриманий електролізом розплавленого їдкого калі (KOH) в 1807 англійським хіміком та фізиком Гемфрі Деві. Назва «potassium», обрана Деві, відображає походження цього елемента з поташу. Латинська назва елемента утворена від арабської назви поташу «аль-калі». У російську хімічну номенклатуру слово «калій» введено в 1831 петербурзьким академіком Германом Гесс (1802 1850). Фігуровський Н.А. Відкриття елементів та походження їх назв. М., Наука, 1970 Знайти " КАЛІЙ "на |