Značilnosti kalija. Struktura kalija. Kalijeve spojine

Ta članek bo opisal kalij v smislu fizike in kemije. Prva od teh znanosti proučuje mehanske in zunanje lastnosti snovi. In drugi - njihova medsebojna interakcija - to je kemija. Kalij - devetnajstega v elementu računa v periodični tabeli. Pripada mu alkalne kovine.

Karakterizacija kalija glede na fiziko

Je preprosta snov, ki je v normalnih pogojih v trdnem agregatnem stanju. Tališče je šestdeset in tri stopinje Celzija. Ista kovina se vreli, ko temperatura doseže sedemsto šestdeset in eno stopinjo Celzija. Obravnavana snov ima srebrno belo barvo. Ima kovinski sijaj. Gostota kalija je oseminšestdesetinstotina gramov na centimetrsko kubično. To je zelo lahka kovina. Formula kalija je zelo preprosta - ne tvori molekul. Ta snov je sestavljena iz atomov, ki se nahajajo blizu drug drugemu in imajo kristalno mrežo. Atomska masa kalija je enaka trideset devet gramov na mol. Njegova trdota je zelo nizka - z lahkoto lahko razrežemo z nožem, kot je sir.

Kalij in kemija

Za začetek je kalij kemični element, ki ima zelo visoko kemijsko aktivnost. Celo za shranjevanje na prostem je nemogoče, saj takoj začne reagirati z okoliškimi snovmi. Kalij je kemijski element, ki spada v prvo skupino in četrto obdobje periodične tabele. Ima vse lastnosti, ki so značilne za kovine.

Interakcija s preprostimi snovmi

Ti vključujejo: kisik, dušik, žveplo, fosfor, halogene (jod, fluor, klor, brom). Da bi razmislili o interakciji kalija z vsakim od njih. Interakcija s kisikom se imenuje oksidacija. Med temi kemijskimi reakcijami se kalij in kisik porabita v molarnem razmerju štirih delov na eno, kar povzroči nastanek oksida zadevne kovine v dveh delih. Ta interakcija se lahko izrazi z naslednjo reakcijsko enačbo: 4K + O2 = 2K2O. Pri kaljenju kalija lahko opazite svetlo vijoličast plamen. Zato je ta reakcija kvalitativna pri določanju kalija. Reakcije s halogeni imenujemo po teh kemijskih elementih: jodiranje, fluoriranje, kloriranje, bromiranje. Te interakcije lahko imenujemo adicijske reakcije, saj se atomi dveh različnih snovi združujeta v eno. Primer takega postopka je reakcija med kalijem in klorom, zaradi česar se tvori klorid iz kovine. Za izvedbo te interakcije je potrebno vzeti dve komponenti - dva meseca prvega in enega od drugega. Posledično nastanejo dve molji kalijeve spojine. Ta reakcija je izražena z naslednjo enačbo: 2K + CI2 = 2KSI. Z dušikom lahko kalij pri gorenju na prostem daje spojine. Med tem reakcijo zadevni kovina in dušik porabijo v molskem razmerju šestih delov na eno, kar povzroči nastanek kalijevega nitrida v dveh delih. To se lahko prikaže v obliki naslednje enačbe: 6K + N2 = 2K3N. Ta spojina je zeleno-črna kristal. S fosforjem se obravnavana kovina odziva po istem principu. Če vzamemo tri molov kalija in en mol fosforja, dobimo en mol fosfida. To kemično interakcijo lahko zapišemo v obliki take reakcijske enačbe: 3K + P = K3P. Poleg tega lahko kalij reagira z vodikom in tvori hidrid. Kot primer lahko dobimo naslednjo enačbo: 2K + H2 = 2KN. Vse reakcijske reakcije potekajo samo ob visokih temperaturah.

Interakcija s kompleksnimi snovmi

Karakterizacija kalija z vidika kemije predvideva obravnavo te teme. Kompleksne snovi, s katerimi se reagira kalij, so voda, kisline, soli, oksidi. Z vsemi zadevnimi kovinami reagira na različne načine.

Kalij in voda

Ta kemični element se z njo močno odzove. V tem primeru nastane hidroksid, pa tudi vodik. Če vzamemo dva mola kalija in vode, dobimo enako količino kalijev hidroksid in eno mol vodika. To kemično interakcijo lahko izrazimo z naslednjo enačbo: 2K + 2H2O = 2KOH = H2.

Reakcije s kislinami

Ker je kalij aktivna kovina, lahko zlahka premakne atome vodika iz njihovih spojin. Primer je reakcija med obravnavano snovjo in klorovodikovo kislino. Za svoje ravnanje morate vzeti dve kali kalija in isto kislino v isti količini. Kot rezultat, a kalijev klorid - dva kosa in vodik - en mol. Ta postopek lahko zapišemo z naslednjo enačbo: 2K + 2HCI = 2KSI + H2.

Kalij in oksidi

S to skupino anorganskih snovi se obravnavana kovina reagira le s precejšnjim segrevanjem. Če je kovina, ki je del oksida, pasivna od tiste, o kateri govorimo v tem članku, dejansko obstaja izmenjava. Na primer, če vzamemo dva molka kalija in enega molka oksida oksida, ki je posledica njihove interakcije, dobimo en mol oksida zadevnega kemijskega elementa in čisti kuprum. To se lahko prikaže v obliki naslednje enačbe: 2K + CuO = K2O + Cu. Tu se pojavijo močne redukcijske lastnosti kalija.

Interakcija z bazami

Kalij lahko reagira s kovinskimi hidroksidi, ki so na desni strani v seriji elektrokemičnih aktivnosti. V tem primeru se pojavijo tudi njene zmanjšane lastnosti. Na primer, če vzamemo dva mola kalija na mol barijevega hidroksida, dobljeno substitucijske reakcije dobimo snovi, kot kalijevega hidroksida v količini dveh molov in čistega barija (mol) - to se obori. Kemično interakcijo lahko predstavimo kot naslednjo enačbo: 2K + Ba (OH) 2 = 2KOH + Ba.

Reakcije s solmi

V tem primeru kalij še vedno kaže svoje lastnosti kot močno reducirno sredstvo. Zamenjava atomov kemično bolj pasivnih elementov, omogoča pridobivanje čiste kovine. Če na primer dodamo aluminijev klorid v količini dveh molov, treh molov kalija, nato pa kot rezultat te reakcije dobimo tri molove kalijevega klorida in dva molov iz aluminija. Ta postopek lahko izrazite s pomočjo enačbe, kot sledi: 3K + 2AÍCÍ3 = 3KSÍ2 + 2AÍ.

Reakcije z maščobami

Če se kalij dodaja organski snovi te skupine, bo tudi zamenjal enega od atomov vodika. Na primer, ko stearin pomešamo z zadevno kovino, se tvori kalijev stearat in vodik. Dobljena snov se uporablja za proizvodnjo tekočega mila. Pri tem se konča karakterizacija kalija in njegovih interakcij z drugimi snovmi.

Uporaba kalija in njegovih spojin

Tako kot vse kovine, obravnavane v tem članku, so potrebne za številne procese v industriji. Glavna uporaba kalija je v kemični industriji. Zaradi svoje visoke kemične aktivnosti, izrazitih alkalijskih kovin in reducirnih lastnosti, se uporablja kot reagent za številne interakcije in pridobivanje različnih snovi. Poleg tega se zlitine z vsebnostjo kalija uporabljajo kot hladilna sredstva v jedrskih reaktorjih. Tudi kovina, obravnavana v tem članku, najde svojo uporabo v elektrotehniki. Poleg vsega zgoraj navedenega je tudi eden od glavnih sestavin gnojil za rastline. Poleg tega se njegove spojine uporabljajo v številnih panogah. Tako se pri ekstrakciji zlata uporablja kalijev cianid, ki služi kot reagent za predelavo dragocenih kovin iz rud. Pri proizvodnji stekla se uporablja kalijev karbonat. Fosfati zadevnega kemičnega elementa so sestavine različnih čistilnih sredstev in praškov. V tekmah je klorat te kovine. Pri izdelavi filmov za stare kamere je bil uporabljen bromid zadevnega elementa. Kot že veste, jo lahko dobimo z brominiranjem kalija v visoki temperaturi. V medicini se uporablja klorid tega kemijskega elementa. Pri izdelavi mila - stearata in drugih derivatov maščob.

Priprava obravnavane kovine

Danes se kalij pridobiva v laboratorijih na dva glavna načina. Prvi je, da ga obnovimo iz hidroksida z natrijem, ki je kemično še bolj aktiven kot kalij. In druga je pridobivanje iz klorida, tudi s pomočjo natrija. Če dodate isto količino natrija v eno mol kalijevega hidroksida, se tvori en mol alkalijskega natrija in čistega kalija. Enačba za to reakcijo je naslednja: KOH + Na = NaOH + K. Za drugo vrsto reakcije je treba klorid kovine in natrija mešati v enakih molskih razmerjih. Posledično so v enakem razmerju tvorjene snovi, kot sta kalijeva sol in kalij. To kemijsko interakcijo lahko izrazimo z naslednjo reakcijsko enačbo: KSI + Na = NaCl + K.

Struktura kalija

Atoma tega kemijskega elementa, tako kot vsi ostali, sestavljajo jedro, ki vsebuje protone in nevtrone, pa tudi elektrone, ki se vrtijo okoli nje. Število elektronov je vedno enako številu protonov, ki so v jedru. Če se katerikoli elektron odklopi ali se pridruži atomu, ne preneha biti nevtralen in se spremeni v ion. Imajo dve vrsti: kationi in anioni. Prvi imajo pozitivno dajatev, medtem ko imajo slednji negativen naboj. Če se je elektron pridružil atomu, potem postane anion, in če kateri koli od elektronov zapusti svojo orbito, nevtralni atom postane kation. Ker je serijska številka kalija po Mendelejevjevi mizi devetnajst, je v jedru tega kemijskega elementa tudi toliko protonov. Zato lahko sklepamo, da okoli jedra obstaja devetnajst elektronov. Število protonov, ki jih vsebuje struktura atoma, lahko določimo z odštevanjem atomskega števila kemijskega elementa od atomske mase. Tako lahko sklepamo, da je v kalijevem jedru dvajset protonov. Ker kovina, obravnavana v tem članku, spada v četrto obdobje, ima štiri orbite, na katerih se elektroni nahajajo enakomerno, ki se nenehno gibljejo. kalijev sheme je naslednji: prvo orbita ima dve elektron, drugi - kot osem ali v tretjem do zadnjega, četrtega orbita se vrti samo en elektron. To pojasnjuje visoko stopnjo kemijske dejavnosti kovine - njegovo končno orbito ni povsem napolnjena, tako da si prizadeva za povezovanje z vsemi drugimi atomi, zaradi česar svoje elektrone mimo orbite postala običajna.

Kje lahko najdete ta element v naravi?

Ker ima ekstremno visoko kemično aktivnost, ni nikjer na planetu v čisti obliki. Vidimo lahko le v sestavi različnih spojin. Masni delež Kalij v zemeljski skorji je 2,4 odstotka. Najpogostejši minerali, ki vključujejo kalij, so salvinit in karnalit. Prva ima naslednjo kemijsko formulo: NaCl • KCl. Ima pigmentno barvanje in je sestavljen iz številnih kristalov različnih barv. Glede na razmerje med kalijevim kloridom in natrijom, pa tudi prisotnostjo nečistoč, lahko vsebuje rdeče, modre, roza, pomarančne sestavine. Drugi mineral, karnalit, izgleda kot prozorni, mehki modri, svetlo rožnate ali bledo rumene kristale. Njegova kemična formula je taka: KCl • MgCl2 • 6H2O. To je kristalni hidrat.

Vloga kalija v telesu, simptomi pomanjkanja in presežka

Skupaj z natrijem ohranja ravnotežje vode in soli celice. Sodeluje tudi pri prenosu med membranami živčnega impulza. Poleg tega uravnava kislinsko-bazno ravnovesje v celici in celotnem telesu kot celoti. Sodeluje pri metabolizmu, preprečuje nastanek edema, del citoplazmi - približno petdeset odstotkov svoje - soli kovine. Glavni znaki, da telo primanjkuje kalija otekanje, pojava bolezni, kot je hidrocefalus, razdražljivost in motnje živčnega sistema, inhibicije reakcije in oslabitve spomina. Poleg tega nezadostna količina tega elementa v sledovih negativno vpliva na kardiovaskularne in mišične sisteme. Pomanjkanje kalija za zelo dolgo časa lahko povzroči srčni napad ali možgansko kap. Ampak zaradi presežka kalija v telesu lahko razvije črevesje tankega črevesa. Če želite uravnotežiti svojo prehrano tako, da dobite normalno količino kalija, morate vedeti, katere izdelke vsebuje.

Hrana z visoko vsebnostjo zadevnega mikrohranila

Najprej je oreščki, kot so indijski oreščki, orehi, lešniki, arašidi, mandlji. Prav tako je veliko v krompirju. Nadalje, kalijev iz suhega sadja, kot rozin, suhe marelice, slive. Ta element je bogat s pinjolami. Tudi njegova visoka koncentracija se kaže v fižolu: fižol, grah, leča. Morski kale je bogat tudi s tem kemijskim elementom. Tudi drugi izdelki, ki vsebujejo ta element v velikih količinah, so zeleni čaj in kakav. Poleg tega so v visoki koncentraciji in je v veliko sadja, kot so avokado, banane, breskve, pomaranče, grenivke, jabolka. Številna žita so bogata z zadevnim mikrohranilom. To je predvsem biserni ječmen, pšenica in ajda. Tudi pri peteršiljskem in brstičnem ohrovtu je veliko kalija. Poleg tega je tudi v korenčkih in melonih. Čebula in česen imajo precejšnjo količino zadevnega kemijskega elementa. Piščančja jajca, mleko in sir so tudi visoko kalij. Dnevna norma tega kemijskega elementa za povprečno osebo je od tri do pet gramov.

Zaključek

Po branju tega članka lahko sklepamo, da je kalij izredno pomemben kemični element. Potrebno je sintetizirati veliko spojin v kemični industriji. Poleg tega se uporablja tudi v mnogih drugih panogah. Prav tako je za človeško telo zelo pomembno, zato mora redno in v potrebni količini iti s hrano.