Хімічна реакція з оксидом калію. Т е м а IV

Існує три основні класи сполук. Це кислоти, луги та оксиди. Кислота складається з катіона водню і аніону кислотного залишку. Луг - з катіона металу і гідроксильної групи. Про оксидах ми поговоримо докладніше далі.

Що таке оксид?

Це з'єднання, що складається з двох різних хімічних елементів, одним з яких є кисень. Другим же може бути метал або неметалл. Кількість атомів кисню залежить від валентності другого хімічного елемента, що входить до складу з'єднання. Так, наприклад, валентність калію дорівнює одному, тому оксид калію буде містити один атом кисню і два атоми калію. Валентність кальцію дорівнює двом, тому його оксид буде складатися з одного атома кисню і одного атома кальцію. Валентність фосфору дорівнює п'яти, тому його оксид складається з двох атомів фосфору і п'яти атомів кисню.

У цій статті ми більш детально поговоримо про оксид калію. А саме - про його фізичні і хімічні властивості, про його застосуванні в різних областях промисловості.

Оксид калію: формула

Так як валентність даного металу дорівнює одному, а валентність кисню - двом, то це хімічне з'єднання буде складатися з двох атомів металу і одного атома Оксигену. Отже, оксид калію: формула - До 2 О.

Фізичні властивості

Розглянутий оксид володіє блідо-жовтим забарвленням. Іноді він може бути і безбарвним. При кімнатній температурі він володіє твердим агрегатним станом.

Температура плавлення даної речовини дорівнює 740 градусам Цельсія.

Щільність становить 2,32 г / см 3.

При термічному розкладанні даного оксиду утворюється пероксид цього ж металу і чистий калій.

Розчинний в органічних розчинниках.

У воді не розчиняється, а вступає в реакцію з нею.

Має високу гігроскопічність.

Хімічні властивості К2О

Дана речовина володіє типовими для всіх основних оксидів хімічними властивостями. Розглянемо хімічні реакції даного оксиду з різними речовинами по порядку.

Реакція з водою

В першу чергу воно здатне реагувати з водою з утворенням в результаті гідроксиду даного металу.

Рівняння такої реакції виглядає наступним чином:

• К 2 О + Н 2 О \u003d 2КОН

Знаючи молярну масу кожного з речовин, з рівняння можна зробити наступний висновок: з 94 грамів розглянутого оксиду і 18 грамів води можна отримати 112 грамів калій гідроксиду.

З іншими оксидами

Крім того, розглядається оксид здатний реагувати з діоксидом карбону (вуглекислим газом). При цьому утворюється сіль - карбонат калію.

Рівняння реакції оксиду калію і оксиду карбону можна записати в такий спосіб:

• К 2 О + СО 2 \u003d К 2 СО 3

Так, можна зробити висновок, що з 94 грамів розглянутого оксиду і 44 грамів вуглекислого газу виходить 138 грамів калій карбонату.

Також розглядається оксид може вступати в реакцію з оксидом сульфуру. При цьому утворюється інша сіль - калій сульфат.

Взаємодія оксиду калію з оксидом сульфуру можна виразити таким рівнянням:

• К 2 О + SO 3 \u003d K 2 SO 4

З нього видно, що, взявши 94 грама розглянутого оксиду і 80 грамів оксиду сульфуру, можна отримати 174 грама сульфату калію.

Таким же чином К2О може реагувати і з іншими оксидами.

Інший тип взаємодії - реакції не з кислотними, а з амфотерними оксидами. В такому випадку утворюється не кислота, а сіль. Прикладом такого хімічного процесу може служити взаємодія розглянутого оксиду з оксидом цинку.

Цю реакцію можна виразити таким рівнянням:

• К 2 О + ZnO \u003d K 2 ZnO 2

З нього видно, що при взаємодії розглянутого оксиду та оксиду цинку утворюється сіль під назвою калій цинкат. Якщо знати молярну масу всіх речовин, то можна підрахувати, що з 94 грамів К 2 О і 81 грама оксиду цинку можна отримати 175 грамів калій цинкату.

Також К2О здатний взаємодіяти з оксидом азоту. При цьому утворюється суміш з двох солей: нітрату і нітриту калію. Рівняння цієї реакції виглядає таким чином:

• К 2 О + 2NO 2 \u003d KNO 3 + KNO 2

Якщо знати молярні маси речовин, можна сказати, що з 94 грамів розглянутого оксиду і 92 грамів оксиду нітрогену можна отримати 101 грам нітрату і 85 грамів нітриту.

Взаємодія з кислотами

Найпоширеніший випадок - оксид калію + сірчана кислота \u003d сульфат калію + вода. Рівняння реакції виглядає таким чином:

• К 2 О + H 2 SO 4 \u003d K 2 SO 4 + Н 2 О

З рівняння можна зробити висновок, що для отримання 174 грамів сульфату калію і 18 грамів води необхідно взяти 94 грама розглянутого оксиду і 98 грамів сірчаної кислоти.

Схожим чином відбувається хімічна взаємодія між розглянутим оксидом і азотною кислотою. При цьому утворюється нітрат калію і вода. Рівняння цієї реакції можна записати в такий спосіб:

• 2К 2 О + 4HNO 3 \u003d 4KNO 3 + 2Н 2 О

Таким чином, з 188 грамів розглянутого оксиду і 252 грамів азотної кислоти можна отримати 404 грами нітрату калію і 36 грамів води.

За таким же принципом розглянутий оксид може реагувати і з іншими кислотами. В процесі цього будуть утворюватися інші солі і вода. Так, наприклад, при реакції цього оксиду з фосфорною кислотою виходить фосфат і вода, з хлоридною кислотою - хлорид і вода і так далі.

К 2 О і галогени

Ця хімічна сполука здатна реагувати і з речовинами цієї групи. До галогенам відносяться прості сполуки, що складаються з декількох атомів одного і того ж хімічного елемента. Це, наприклад, хлор, бром, йод і деякі інші.

Отже, хлор і оксид калію: рівняння:

• К 2 О + СІ 2 \u003d КСІ + КСІО

В результаті такої взаємодії утворюється дві солі: хлорид і гіпохлорит калію. З 94 грам розглянутого оксиду і 70 грам хлору виходить 74 грама хлориду калію і 90 грам гіпохлориту калію.

Взаємодія з аміаком

К 2 О здатний реагувати з цією речовиною. В результаті такого хімічного взаємодії утворюється гідроксид і амід калію. Рівняння цієї реакції виглядає наступним чином:

• К 2 О + NH 3 \u003d КОН + KNH 2

Знаючи молярні маси всіх речовин, можна обчислити пропорції реагентів і продуктів реакції. З 94 грамів розглянутого оксиду і 17 грамів аміаку можна отримати 56 грамів гідроксиду калію і 55 грамів аміду калію.

Взаємодія з органічними речовинами

З органічних хімічних речовин оксид калію взаємодіє з ефірами і спиртами. Однак ці реакції йдуть повільно і вимагають спеціальних умов.

Отримання К2О

Дане хімічна речовина можна отримувати несолько способами. Ось найпоширеніші з них:

1. З нітрату калію і металевого калію. Ці два реагенту нагрівають, в результаті чого утворюється К 2 О і азот. Рівняння реакції має такий вигляд: 2KNO 3 + 10К \u003d N 2 + 6К 2 О.
2. Другий спосіб відбувається в два етапи. Спочатку відбувається реакція між калієм і киснем, в результаті чого утворюється пероксид калію. Рівняння реакції виглядає так: 2К + О 2 \u003d К 2 О 2. Далі пероксид збагачують калієм, в результаті чого і отримують оксид калію. Рівняння реакції можна записати таким чином: К 2 О 2 + 2К \u003d 2К 2 О.

Використання К2О в промисловості

Найбільш часто розглядається речовина використовується в сільськогосподарській промисловості. Даний оксид є одним з компонентів мінеральних добрив. Калій дуже важливий для рослин, так як підвищує їх стійкість до різних захворювань. Також розглядається речовина застосовується в будівництві, так як може бути присутнім в складі деяких видів цементу. Крім того, воно застосовується в хімічній промисловості для одержання інших сполук калію.

Оксид калію - тверда кристалічна речовина, який утворює безбарвні кристали. Має дві стійкі кристалічні модифікації: кубічну (до 372 ° С) і гексагональну (вище 372 ° С).

• Температура плавлення - 740 ° С.
• Щільність - 2,32 г / см 3.

Оксид калію на повітрі розплавляється і, поглинаючи CO 2, дає K 2 CO 3. Бурхливо взаємодіє з водою з утворенням КОН. Реагує з ефіром і спиртом.

При температурі 250 ° С вступає в реакцію з H 2. При цьому утворюються КОН. При цій же температурі взаємодіє з NH 3, утворюючи КОН і KNH 2.

Тривимірна модель молекули

Енергійно вступає в реакції взаємодії з галогенами, розплавленої, різними кислотами. При нагріванні з оксидами бору, алюмінію, кремнію утворює відповідно борати, алюмінати і полісилікат.

При нагріванні з NO 2 утворюється суміш KNO 3 і KNO 2.

Оксид калію отримують:

Вміст оксиду калію в грунті і добривах

Доступність калію для рослин залежить від форми доступності калію в грунті. Катіони ППК і водорозчинні сполуки калію є основними джерелами калійного живлення рослин. У зв'язку з цим ступінь забезпеченості грунту калієм для потреб харчування рослин висловлюють вмістом в рухомій формі і через оксид калію K 2 O. Ця величина позначає сумарна кількість обмінного і водорозчинного кальцію в мг / кг ґрунту.

Калійні добрива відрізняються високою розчинністю у воді. При внесенні в грунт вони швидко розчиняються і на підставі обмінних реакцій вступають у взаємодію з ППК. Частина калію добрив переходить в Необмінна фіксовані грунтові з'єднання.

1. Речовина, склад якого відповідає формулі P 2 O 5, відноситься до:

а) кислот; б) кислотних оксидів;

в) підставах; г) основним оксидам.

2. Осад утворюється при взаємодії розчину NaОН з речовиною, формула якого:

а) CO 2; б) FeSO 4; в) H 3 PO 4; г) BaCl 2.

3. гідроксид калію нЕ реагує з речовиною, формула якого:

а) P 2 O 5; б) H 2 SO 4; в) Ba (OH) 2; г) AlCl 3.

4. Загальна схема перетворень

Е -\u003e ЕО 2 -\u003e Н 2 ЕО 3

а) фосфор -\u003e оксид фосфору (V) -\u003e ортофосфорна кислота;

б) алюміній -\u003e оксид алюмінію -\u003e гідроксид алюмінію;

в) кальцій -\u003e оксид кальцію -\u003e гідроксид кальцію;

г) вуглець -\u003e оксид вуглецю (VI) -\u003e вугільна кислота.

1. Речовина, склад якого відповідає формулі Ba (OH) 2, відноситься до:

а) лугів; б) основним оксидам;

в) солям; г) нерозчинним підставах.

2. Осад утворюється при взаємодії розчину H 2 SO 4 з речовиною, формула якого:

а) HNO 3; б) Fe (NO 3) 2; в) Na 3 PO 4; г) BaCl 2.

3. Гідроксид натрію взаємодіє з речовиною, формула якого:

а) SO 2; б) Mg (OH) 2; в) CaO; г) K 2 SO 4.

4. Загальна схема перетворень

Е -\u003e ЕО -\u003e Е (ОН) 2

відповідає генетичному ряду:

а) натрій -\u003e оксид натрію -\u003e гідроксид натрію;

б) алюміній -\u003e оксид алюмінію -\u003e гідроксид алюмінію;

в) барій -\u003e оксид барію -\u003e гідроксид барію;

г) фосфор -\u003e оксид фосфору (V) -\u003e ортофосфорна кислота.

1. Яка речовина в запропонованому ряду зайве:

а) AgNO 3; б) K 2 SO 4; в) KOH; г) Сa 3 (PO 4) 2?

2. При нагріванні гідроксиду заліза (III) утворюються речовини, формули яких:

а) Fe і H 2 O; б) FeO і Н 2 О;

в) Fe 2 O 3 і Н 2 О; г) FeO і Н 2.

3. Хімічна реакція можлива між речовинами, формули яких:

а) Hg і HCl; б) Fe і Ca (NO 3) 2;

в) Cu і AgNO 3; г) Zn і Al (NO 3) 3.

4. Загальна схема перетворень

Е -\u003e Е 2 О 5 -\u003e H 3 ЕO 4

відповідає генетичному ряду:

а) азот -\u003e оксид азоту (V) -\u003e азотна кислота;

б) алюміній -\u003e оксид алюмінію -\u003e гідроксид алюмінію;

в) кальцій -\u003e оксид кальцію -\u003e гідроксид кальцію;

г) фосфор -\u003e оксид фосфору (V) -\u003e ортофосфорна кислота.

1. До основних оксидів відноситься речовина, формула якого:

а) CH 4; б) SiO 2; в) Na 2 O; г) NaOН.

2.

а) H 2 SO 4 і NaOH; б) K 2 CO 3 і Ca (OH) 2;

в) MgO і H 2 SO 4; г) NaOH і CuCl 2.

3. Оксид міді (II) реагує з кожним з двох речовин, формули яких:

а) Н 2 і HCl; б) FeCl 3 і H 2 SO 4;

в) NaOH і Cl 2; г) CO 2 і KNO 3.

4. Загальна схема перетворень

Е -\u003e Е 2 О -\u003e Еон

відповідає генетичному ряду:

а) літій -\u003e оксид літію -\u003e гідроксид літію;

б) алюміній -\u003e оксид алюмінію -\u003e гідроксид алюмінію;

в) кальцій -\u003e оксид кальцію -\u003e гідроксид кальцію;

г) фосфор -\u003e оксид фосфору (V) -\u003e ортофосфорна кислота.

1.

б) Na 2 O - LiOH- KNO 3;

в) Fe 2 O 3 - NaOH - Pb (OH) 2;

г) CaО- H 2 SO 3 - KOH.

2. Гідроксид заліза (II) можна отримати за реакцією обміну між лугом і речовиною, формула якого:

а) FeS; б) FeSO 4; в) Fe 2 (SO 4) 3; г) FeCl 3.

3. Реакція можлива між речовиною і розчином:

а) Ag і K 2 SO 4 (р-р); б) Zn і KCl (р-р);

в) Mg і SnCl 2 (р-р); г) Ag і CuSO 4 (р-р).

4. У ланцюжку перетворень

Na 2 O -\u003e X -\u003e NaCl

речовиною "X" може бути:

а) HСl; б) NaOH; в) H 2 O; г) FeCl 3.

1. Речовини, розташовані в послідовності оксид - гідроксид - сіль, знаходяться в ряду:

а) P 2 O 5 - ZnSO 4 - Ba (OH) 2;

б) H 2 O - KOH- K 2 CO 3;

в) CaО - H 2 CO 3 - NaOH;

г) CaF 2 - NaOH - PbI 2.

2. При нагріванні гідроксиду міді (II) утворюються речовини, формули яких:

а) Cu і H 2 O; б) CuO і Н 2 О;

в) Сu 2 O і Н 2 О; г) СuO і Н 2.

3. Розчин гідроксиду калію реагує з кожним з речовин в парі:

а) хлоридом міді (II) і оксидом сірки (IV);

б) оксидом міді (II) і сірчаної кислотою;

в) азотною кислотою і карбонатом барію;

г) оксидом цинку і хлоридом натрію.

4. У ланцюжку перетворень

P 2 O 5 -\u003e X -\u003e Na 3 PO 4

речовиною "X" може бути:

а) NaСl; б) NaOH; в) H 2 O; г) H 3 PO 4.

2. Гідроксид заліза (III) випадає в осад при дії розчинів лугів на:

а) оксид заліза (II);

б) оксид заліза (III);

в) розчини cолей заліза (II);

г) розчини солей заліза (III).

3. Розчин гідроксиду натрію реагує з кожним з двох речовин в парі:

а) хлоридом заліза (III) і вуглекислим газом;

б) оксидом заліза (II) і соляною кислотою;

в) сірчаною кислотою і карбонатом кальцію;

г) оксидом цинку і хлоридом калію.

4. У ланцюжку перетворень

KOH -\u003e X -\u003e Fe 2 O 3

речовиною "X" може бути:

а) Fe (NO 3) 3; б) NaOH; в) H 2 O; г) Fe (OH) 3.

2. Нерозчинна основа і сіль утворюються в реакції обміну між речовинами, формули яких:

а) H 3 PO 4 і NaOH; б) K 2 CO 3 і Ba (OH) 2;

в) ZnO і H 2 SO 4; г) KOH і FeCl 3.

3. Хлорид заліза (II) реагує з кожним з двох речовин в парі:

а) Zn і AgNO 3; б) HNO 3 і CO 2;

в) CuO і CO 2; г) MgO і HCl.

4. У ланцюжку перетворень

C -\u003e X -\u003e CaCO 3

речовиною "X" може бути:

а) CaO; б) Ca (OH) 2; в) H 2 O; г) CO 2.

2. Дві солі утворюються в реакції обміну між речовинами, формули яких:

а) K 3 PO 4 і NaOH; б) K 2 CO 3 і BaСl 2;

в) ZnSO 4 і NaNO 3; г) KOH і FeCl 3.

3.

4. У схемі перетворень

Al (OH) 3 X Al (OH) 3

речовинами "А" і "В" можуть бути відповідно:

а) Na 2 SO 4 і H 2 SO 4; б) K 2 SO 4 і KOH;

в) NaCl і HCl; г) HNO 3 і NaOH.

2. Для того щоб отримати в лабораторії водень і кисень, необхідно взяти, відповідно, такі реактиви:

а) Cu і HCl; KClO 3; б) Zn і HCl; KMnO 4;

в) HCl; Na 2 O; г) H 2 O 2; HgO.

3. Установіть відповідність між формулами вихідних речовин і продуктів реакцій.

4. У схемі перетворень

FeCl 3 Fe (OH) 3 FeCl 3

речовинами "А" і "В" є відповідно:

а) H 2 O, NaOH; б) NaOH, HCl;

в) H 2 O, HCl; г) NaOH, NaCl.

відповіді

Тест 1. Класифікація оксидів і їх властивості

Тест 2. Класифікація підстав, їх отримання і властивості

Тест 3. Класифікація кислот, їх отримання і властивості

Тест 4. Класифікація солей, їх отримання і властивості

Тест 5. Амфотерні оксиди і гідроксиди

Тест 6. Генетичний зв'язок між основними класами неорганічних сполук

підсумковий тест

Далі буде

Калій - дев'ятнадцятий елемент періодичної таблиці Менделєєва, відноситься до лужних металів. Це проста речовина, яке при нормальних умовах перебуває в твердому агрегатному стані. Закипає калій при температурі 761 ° С. Температура плавлення елемента - 63 ° С. Калій має сріблясто-біле забарвлення з металевим блиском.

Хімічні властивості калію

Калій -, що володіє високою хімічною активністю, тому його не можна зберігати на відкритому повітрі: лужний метал моментально вступає в реакцію з оточуючими речовинами. Цей хімічний елемент належить до I групи і IV періоду таблиці Менделєєва. Калій володіє всіма характерними для металів властивостями.

Він взаємодіє з простими речовинами, до яких відносяться галогени (бром, хлор, фтор, йод) і фосфор, азот і кисень. Взаємодія калію з киснем називається окисленням. Протягом цієї хімічної реакції кисень і калій витрачаються в молярному співвідношенні 4: 1, в результаті чого утворюється оксид калію в кількості двох частин. Така взаємодія можна виразити рівнянням реакції:

4К + О₂ \u003d 2К₂О

Під час горіння калію спостерігається полум'я яскраво-фіолетового кольору.

Така взаємодія вважається якісною реакцією на визначення калію. Реакції калію з галогенами називаються відповідно до назв хімічних елементів: це фторування, йодування, бромування, хлорування. Такі взаємодії є реакціями приєднання. Приклад - реакція між калієм і хлором, в результаті якої утворюється хлорид калію. Для проведення такої взаємодії беруть два благаючи калію і один моль. В результаті утворюється два благаючи калію:

2К + СІ₂ \u003d 2КСІ

При горінні на відкритому повітрі калій і азот витрачаються в молярному співвідношенні 6: 1. В результаті такої взаємодії утворюється нітрид калію в кількості двох частин:

6К + N₂ \u003d 2K₃N

З'єднання є кристали зелено-чорного кольору. З фосфором калій реагує за таким же принципом. Якщо взяти 3 благаючи калію і 1 моль фосфору, вийде 1 моль фосфіду:

3К + Р \u003d К₃Р

Калій реагує з воднем, утворюючи гідрид:

2К + Н₂ \u003d 2кн

Всі реакції приєднання відбуваються при високих температурах

Взаємодія калію зі складними речовинами

До складних речовин, з якими вступає в реакцію калій, відносяться вода, солі, кислоти і оксиди. Так як калій - активний метал, він витісняє атоми водню з їхніх сполук. Приклад - реакція, яка відбувається між калієм і соляною кислотою. Для її проведення береться за 2 благаючи калію і кислоти. В результаті реакції утворюється 2 моля хлориду калію і 1 моль водню:

2К + 2НСІ \u003d 2КСІ + Н₂

Більш детально варто розглянути процес взаємодії калію з водою. Калій бурхливо взаємодіє з водою. Він рухається по поверхні води, його підштовхує виділяється водень:

2K + 2H₂O \u003d 2KOH + H₂

В ході реакції в одиницю часу виділяється багато тепла, що призводить до займання калію і виділяється водню. Це дуже цікавий процес: при контакті з водою калій миттєво запалюється, фіолетове полум'я потріскує і швидко пересувається по поверхні води. В кінці реакції відбувається спалах з розбризкуванням крапель палаючого калію і продуктів реакції.

Основний кінцевий продукт реакції калію з водою - гідроксид калію (луг). Рівняння реакції калію з водою:

4K + 2H₂O + O₂ \u003d 4KOH

Увага! Не намагайтеся повторити цей досвід самостійно!

При неправильному проведенні експерименту можна отримати опік лугом. Для реакції зазвичай використовують кристаллизатор з водою, в який поміщають шматочок калію. Як тільки водень припиняє горіння, багато хто хоче зазирнути в кристалізатор. У цей момент відбувається завершальна стадія реакції калію з водою, що супроводжується слабким вибухом і розбризкуванням утворилася гарячої лугу. Тому з метою безпеки варто триматися на деякій відстані від лабораторного столу, поки реакція не завершиться повністю. ви знайдете самі видовищні досліди, які можна проводити з дітьми вдома.

будова калію

Атом калію складається з ядра, в якому містяться протони і нейтрони, і електронів, що обертаються навколо нього. Кількість електронів завжди дорівнює кількості протонів, що знаходяться всередині ядра. При від'єднанні електрона або при приєднанні до атома він перестає бути нейтральним і перетворюється в іон. Іони діляться на катіони і аніони. Катіони володіють позитивним зарядом, аніони - негативним. При приєднанні до атома електрона він перетворюється на аніон; якщо ж один з електронів покидає свою орбіту, нейтральний атом перетворюється в катіон.

Порядковий номер калію в періодичній таблиці Менделєєва - 19. Значить, протонів в ядрі хімічного елемента знаходиться теж 19. Висновок: електронів навколо ядра розташоване 19. Кількість протонів в структурі визначається так: від атомної маси відняти порядковий номер хімічного елемента. Висновок: в ядрі калію знаходиться 20 протонів. Калій належить до IV періоду, має 4 «орбіти», на яких рівномірно розташовуються електрони, що перебувають у постійному русі. На першій «орбіті» розташовані 2 електрона, на другий - 8; на третій і на останній, четвертій «орбіті», обертається 1 електрон. цим пояснюється високий рівень хімічної активності калію: його остання «орбіта» не заповнена повністю, тому елемент прагне з'єднатися з іншими атомами. В результаті електрони останніх орбіт двох елементів стануть спільними.

У цій статті буде дана характеристика калію з точки зору фізики і хімії. Перша з цих наук вивчає механічні та зовнішні властивості речовин. А друга - їх взаємодія один з одним - це хімія. Калій - дев'ятнадцятий за рахунком елемент в таблиці Менделєєва. Він належить до В цій статті буде розглянута і електронна формула калію, і його поведінка з іншими речовинами і т. Д. Це один з найбільш активних металів. Наука, яка займається вивченням цього та інших елементів - хімія. 8 клас передбачає вивчення і їх властивостей. Тому дана стаття буде корисна школярам. Тож почнемо.

Характеристика калію з точки зору фізики

Це проста речовина, яке при нормальних умовах знаходиться в твердому агрегатному стані. Температура плавлення становить шістдесят три градуси за шкалою Цельсія. Закипає ж даний метал, коли температура досягає семисот шістдесяти одного градуса за Цельсієм. Розглядається речовина має сріблясто-білим забарвленням. Має металевий блиск.

Щільність калію становить вісімдесят шість сотих грама на сантиметр кубічний. Це дуже легкий метал. Формула калію дуже проста - він не формує молекул. Дана речовина складається з атомів, які розташовані близько один до одного і мають кристалічну решітку. Атомна маса калію дорівнює тридцяти дев'яти грамам на моль. Твердість його дуже низька - його можна легко порізати ножем, як сир.

Калій і хімія

Почнемо з того, що калій - хімічний елемент, який має дуже високу хімічну активність. Навіть зберігати його на відкритому повітрі можна, так як він моментально починає реагувати з оточуючими його речовинами. Калій - хімічний елемент, який відноситься до першої групи і четвертого періоду таблиці Менделєєва. Він має всі властивості, які характерні для металів.

Взаємодія з простими речовинами

До них відносяться: кисень, азот, сірка, фосфор, галогени (йод, фтор, хлор, бром). Один по одному розглянемо взаємодію калію з кожним з них. Взаємодія з киснем називається окисленням. Протягом даної хімічної реакції витрачається калій і оксиген в молярному співвідношенні чотири частини до однієї, в результаті чого утворюється оксид розглянутого металу в кількості двох частин. Дане взаємодія можна виразити за допомогою наступного рівняння реакції: 4К + О2 \u003d 2К2О. При горінні калію можна спостерігати

Тому дана реакція вважається якісною на визначення калію. Реакції з галогенами називаються відповідно до назв цих хімічних елементів: це йодування, фторування, хлорування, бромування. Дані взаємодії можна назвати реакціями приєднання, так як атоми двох різних речовин об'єднуються в одне. Прикладом подібного процесу може служити реакція між калієм і хлором, в результаті якої утворюється хлорид розглянутого металу. Для проведення даного взаємодії необхідно взяти два цих компонента - два благаючи першого і один другого. В результаті утворюється два благаючи сполуки калію. Ця реакція виражається таким рівнянням: 2К + СІ2 \u003d 2КСІ. З азотом калій може давати з'єднання при горінні на відкритому повітрі. Під час цієї реакції витрачається розглянутий метал і азот в молярному співвідношенні шість частин до однієї, в результаті даної взаємодії утворюється нітрид калію в кількості двох частин. Це можна показати у вигляді наступного рівняння: 6К + N2 \u003d 2K3N. Це з'єднання є кристали зелено-чорного кольору. З фосфором розглянутий метал реагує за таким же принципом. Якщо взяти три благаючи калію і один моль фосфору, отримаємо один моль фосфіду. Дане хімічну взаємодію можна записати у вигляді такого рівняння реакції: 3К + Р \u003d К3Р. Крім того, калій здатний реагувати з воднем, утворюючи при цьому гідрид. Як приклад може бути приведений таке рівняння: 2К + Н2 \u003d 2кн. Всі реакції приєднання відбуваються тільки при наявності високих температур.

Взаємодія зі складними речовинами

Характеристика калію з точки зору хімії передбачає розгляд і цієї теми. До з якими здатний реагувати калій, відносяться вода, кислоти, солі, оксиди. З усіма ними розглянутий метал реагує по-різному.

Калій і вода

Даний хімічний елемент бурхливо реагує з нею. При цьому утворюється гідроксид, а також водень. Якщо взяти по два благаючи калію і води, то отримаємо стільки ж і один моль водню. Дане хімічну взаємодію можна виразити за допомогою наступного рівняння: 2К + 2Н2О \u003d 2КОН \u003d Н2.

Реакції з кислотами

Так як калій - активний метал, він з легкістю витісняє атоми гідрогену з їхніх сполук. Прикладом може бути реакція, яка відбувається між розглянутим речовиною і соляною кислотою. Для її проведення потрібно взяти два благаючи калію, а також кислоту в тій же кількості. В результаті утворюється - два благаючи і водень - один моль. Цей процес можна записати таким рівнянням: 2К + 2НСІ \u003d 2КСІ + Н2.

Калій та оксиди

З даною групою неорганічних речовин розглянутий метал реагує тільки при значному нагріванні. Якщо атом металу, що входить до складу оксиду, пассивнее того, про який ми говоримо в цій статті, відбувається, по суті, реакція обміну. Наприклад, якщо взяти два благаючи калію і один моль оксиду купруму, то в результаті їх взаємодії можна отримати по одному молю оксиду розглянутого хімічного елемента і чистий купрум. Це можна показати у вигляді такого рівняння: 2К + CuO \u003d К2О + Cu. Ось де проявляються сильні відновні властивості калію.

Взаємодія з основами

Калій здатний реагувати з гідроксидами металів, які знаходяться правіше нього в електрохімічному ряду активності. В такому випадку також проявляються його відновні властивості. Наприклад, якщо взяти два благаючи калію і один моль гідроксиду барію, то в результаті реакції заміщення ми отримаємо такі речовини, як гідроксид калію в кількості два благаючи і чистий барій (один моль) - він випаде в осад. Представлене хімічну взаємодію можна відобразити у вигляді наступного рівняння: 2К + Ba (OH) 2 \u003d 2КОН + Ba.

Реакції з солями

В даному випадку калій все так же проявляє свої властивості як сильний відновник. Заміщаючи атоми хімічно більш пасивних елементів, він дозволяє отримати чистий метал. Наприклад, якщо додати до в кількості два благаючи три благаючи калію, то в результаті цієї реакції отримаємо три благаючи хлориду калію і два благаючи алюмінію. Висловити даний процес за допомогою рівняння можна наступним чином: 3К + 2АІСІ3 \u003d 3КСІ2 + 2АІ.

Реакції з жирами

Якщо додати калій до якого-небудь органічного речовини даної групи, він також витіснить один з атомів гідрогену. Наприклад, при змішуванні стеарину з даним металом утворюється стеарат калію і водень. Отриману речовину застосовується для виготовлення рідкого мила. На цьому характеристика калію і його взаємодій з іншими речовинами закінчується.

Використання калію і його сполук

Як і всі метали, що розглядається в даній статті необхідний для багатьох процесів в промисловості. Основне застосування калію відбувається в хімічній галузі. Завдяки своїй високій хімічній активності, яскраво вираженим щелочнометалліческім і відновним властивостям, він застосовується в якості реагенту для багатьох взаємодій і отримання різноманітних речовин. Крім того, сплави з вмістом калію використовуються як теплоносії в ядерних реакторах. Також розглядається в даній статті метал знаходить своє застосування в електротехніці. Крім усього перерахованого вище, він є одним з головних компонентів добрив для рослин. Крім того, його сполуки застосовуються в найрізноманітніших галузях промисловості. Так, у видобутку золота використовується ціанід калію, який служить реагентом для виділення цінних металів з руд. У виробництві скла застосовується Фосфати розглянутого хімічного елемента є компонентами всіляких засобів для чищення та порошків. В сірниках присутній хлорат даного металу. У виготовленні плівок для старих фотоапаратів використовувався бромід розглянутого елемента. Як ви вже знаєте, добути його можливо шляхом бромування калію в умови високої температури. У медицині використовується хлорид даного хімічного елемента. У миловарінні - стеарат і інші похідні від жирів.

Отримання даного металу

У наш час калій добувають в лабораторіях двома основними способами. Перший - відновлення його з гідроксиду за допомогою натрію, який хімічно ще більш активний, ніж калій. А другий - отримання його з хлориду, теж за допомогою натрію. Якщо додати до одного молю гідроксиду калію стільки ж натрію, утворюється по одному молю лугу натрію і чистого калію. Рівняння цієї реакції виглядає наступним чином: КОН + Na \u003d NaOH + К. Для проведення реакції другого типу потрібно змішати хлорид розглянутого металу і натрій в рівних молярних пропорціях. В результаті цього утворюються такі речовини, як кухонна сіль і калій в однаковому співвідношенні. Висловити цю хімічну взаємодію можна за допомогою такого рівняння реакції: КСІ + Na \u003d NaCl + К.

будова калію

Атом даного хімічного елемента, як і всіх інших, складається з ядра, в якому містяться протони і нейтрони, а також електронів, які обертаються навколо нього. Кількість електронів завжди дорівнює кількості протонів, які знаходяться всередині ядра. Якщо ж який-небудь електрон від'єднався або приєднався до атому, то він вже перестає бути нейтральним і перетворюється в іон. Вони бувають двох видів: катіони і аніони. Перші мають позитивним зарядом, а другі - негативним. Якщо до атома приєднався електрон, то він перетворюється на аніон, якщо ж який-небудь з електронів покинув свою орбіту, нейтральний атом стає катіоном. Так як порядковий номер калію, згідно з таблицею Менделєєва, дев'ятнадцять, то і протонів в ядрі даного хімічного елемента знаходиться стільки ж. Тому можна зробити висновок, що і електронів навколо ядра розташоване дев'ятнадцять. Кількість протонів, які містяться в структурі атома, можна визначити, віднявши від атомної маси порядковий номер хімічного елемента. Так можна зробити висновок, що в ядрі калію знаходиться двадцять протонів. Так як розглядається в цій статті метал належить до четвертого періоду, він має чотири орбіти, на яких рівномірно розташовуються електрони, які весь час перебувають в русі. Схема калію виглядає наступним чином: на першій орбіті розташовані два електрона, на другий - вісім; також як і на третій, на останній, четвертій, орбіті обертається всього один електрон. Цим і пояснюється високий рівень хімічної активності даного металу - його остання орбіта не заповнена повністю, тому він прагне з'єднатися з будь-якими іншими атомами, в результаті чого їх електрони останніх орбіт стануть спільними.

Де можна зустріти даний елемент в природі?

Так як він має надзвичайно високу хімічну активність, то на планеті він ніде не зустрічається в чистому вигляді. Його можна побачити тільки в складі різноманітних з'єднань. калію в земній корі становить 2,4 відсотка. Найпоширеніші мінерали, до складу яких входить калій, - це Сальвінія і карналлит. Перший володіє наступною хімічною формулою: NaCl.KCl. Він володіє строкатою забарвленням і складається з безлічі кристалів різноманітного забарвлення. Залежно від співвідношення хлориду калію і натрію, а також від наявності домішок, він може містити червоні, сині, рожеві, помаранчеві складові. Другий мінерал - карналлит - виглядає як прозорі, ніжно-блакитні, світло-рожеві або блідо-жовті кристали. Його хімічна формула виглядає так: KCl.MgCl2.6Н2О. Він є кристалогідрат.

Роль калію в організмі, симптоми нестачі і надлишку

Він разом з натрієм підтримує водно-сольовий баланс клітини. Також він бере участь в передачі між мембранами нервового імпульсу. Крім того, він регулює кислотно-лужний баланс в клітці і в усьому організмі в цілому. Він бере участь в процесах обміну речовин, протидіє виникненню набряків, входить до складу цитоплазми - близько п'ятдесяти її відсотків - солі розглянутого металу. Головними ознаками того, що організму не вистачає калію, є набряклість, виникнення такого захворювання, як водянка, дратівливість і порушення в роботі нервової системи, Загальмованість реакції та погіршення пам'яті.

Крім того, недостатня кількість даного мікроелемента негативно позначається на серцево-судинній і м'язової системах. Недолік калію протягом дуже тривалого часу може спровокувати інфаркт або інсульт. А ось через надлишок калію в організмі може розвинутися виразка тонкого кишечника. Для збалансування свого харчування таким чином, щоб отримувати нормальну кількість калію, потрібно знати, в яких продуктах він міститься.

Їжа з високим вмістом розглянутого мікроелемента

Перш за все, це горіхи, такі як кешью, волоські, фундук, арахіс, мигдаль. Також велика його кількість знаходиться в картоплі. Крім того, калій міститься в сухофруктах, таких як родзинки, курага, чорнослив. Даним елементом багаті і кедрові горішки. Також висока його концентрація спостерігається в бобових: квасолі, горосі, сочевиці. Морська капуста також багата даними хімічним елементом. Ще одними продуктами, що містять цей елемент у великій кількості, є зелений чай і какао. Крім того, у високій концентрації він перебуває і в багатьох фруктах, таких як авокадо, банани, персики, апельсини, грейпфрути, яблука. Багато крупи багаті розглядаються мікроелементом. Це перш за все перловка, а також пшеничне і гречана крупа. У петрушці і брюссельській капусті теж є багато калію. Крім того, він міститься в моркві та дині. Цибулю і часник мають чималою кількістю розглянутого хімічного елемента. Курячі яйця, молоко і сир також відрізняються високим вмістом в них калію. добова норма даного хімічного елемента для середньостатистичної людини становить від трьох до п'яти грамів.

висновок

Прочитавши цю статтю, можна зробити висновок, що калій є надзвичайно важливим хімічним елементом. Він необхідний для синтезування багатьох з'єднань в хімічній промисловості. Крім того, використовується і в багатьох інших галузях. Також він дуже важливий для організму людини, тому повинен регулярно і в необхідній кількості надходити туди з їжею.