Kalium - Mendelejevin jaksollisen järjestelmän yhdeksästoista alkuaine, kuuluu alkalimetalleihin. Tämä on yksinkertainen aine, joka normaaleissa olosuhteissa on kiinteässä aggregaatiotilassa. Kalium kiehuu 761 °C:n lämpötilassa. Alkuaineen sulamispiste on 63 °C. Kaliumilla on hopeanvalkoinen väri ja metallinen kiilto.

Kaliumin kemialliset ominaisuudet

Kalium - jolla on korkea kemiallinen aktiivisuus, joten sitä ei voida varastoida ulkoilmaan: alkalimetalli reagoi välittömästi ympäröivien aineiden kanssa. Tämä kemiallinen alkuaine kuuluu jaksollisen järjestelmän ryhmään I ja jaksoon IV. Kaliumilla on kaikki metallille tyypilliset ominaisuudet.

Se on vuorovaikutuksessa yksinkertaisten aineiden kanssa, joita ovat halogeenit (bromi, kloori, fluori, jodi) sekä fosfori, typpi ja happi. Kaliumin vuorovaikutusta hapen kanssa kutsutaan hapetukseksi. Tämän kemiallisen reaktion aikana happea ja kaliumia kulutetaan moolisuhteessa 4:1, jolloin muodostuu kaliumoksidia kaksi osaa. Tämä vuorovaikutus voidaan ilmaista reaktioyhtälöllä:

4K + O₂ \u003d 2K₂O

Kaliumin palamisen aikana havaitaan kirkkaan purppuranvärinen liekki.

Tällaista vuorovaikutusta pidetään kvalitatiivisena reaktiona kaliumin määritykseen. Kaliumin reaktiot halogeenien kanssa nimetään kemiallisten alkuaineiden nimien mukaan: nämä ovat fluoraus, jodaus, bromaus, klooraus. Tällaiset vuorovaikutukset ovat additioreaktioita. Esimerkki on kaliumin ja kloorin välinen reaktio, joka tuottaa kaliumkloridia. Tällaisen vuorovaikutuksen suorittamiseksi otetaan kaksi moolia kaliumia ja yksi mooli. Tämän seurauksena muodostuu kaksi moolia kaliumia:

2K + СІ₂ = 2КІ

Kaliumkloridin molekyylirakenne

Ulkoilmassa poltettaessa kaliumia ja typpeä kuluu moolisuhteessa 6:1. Tämän vuorovaikutuksen seurauksena kaliumnitridiä muodostuu kahdessa osassa:

6K + N2 = 2K3N

Yhdiste on vihermustia kiteitä. Kalium reagoi fosforin kanssa samalla tavalla. Jos otat 3 moolia kaliumia ja 1 moolia fosforia, saat 1 moolia fosfidia:

3K + P = K3P

Kalium reagoi vedyn kanssa muodostaen hydridin:

2K + N2 = 2KN

Kaikki additioreaktiot tapahtuvat korkeissa lämpötiloissa

Kaliumin vuorovaikutus monimutkaisten aineiden kanssa

Monimutkaisia ​​aineita, joiden kanssa kalium reagoi, ovat vesi, suolat, hapot ja oksidit. Koska kalium on aktiivinen metalli, se syrjäyttää vetyatomit yhdisteistään. Esimerkki on kaliumin ja kloorivetyhapon välinen reaktio. Sen toteuttamiseksi otetaan 2 moolia kaliumia ja happoa. Reaktion seurauksena muodostuu 2 moolia kaliumkloridia ja 1 mooli vetyä:

2K + 2HCI = 2KSI + H2

Yksityiskohtaisemmin kannattaa harkita kaliumin vuorovaikutusta veden kanssa. Kalium reagoi kiivaasti veden kanssa. Se liikkuu veden pinnalla, vapautunut vety työntää sitä:

2K + 2H20 = 2KOH + H2

Reaktion aikana vapautuu paljon lämpöä aikayksikköä kohti, mikä johtaa kaliumin ja vapautuvan vedyn syttymiseen. Tämä on erittäin mielenkiintoinen prosessi: joutuessaan kosketuksiin veden kanssa, kalium syttyy välittömästi, violetti liekki rätisee ja liikkuu nopeasti veden pintaa pitkin. Reaktion lopussa tapahtuu salama, jossa roiskuu palavaa kaliumia ja reaktiotuotteita.

Kaliumin reaktio veden kanssa

Kaliumin ja veden reaktion pääasiallinen lopputuote on kaliumhydroksidi (alkali). Kaliumin ja veden reaktion yhtälö:

4K + 2H20 + O2 = 4KOH

Huomio! Älä yritä toistaa tätä kokemusta itse!

Jos koe suoritetaan väärin, voit saada palovamman alkalilla. Reaktioon käytetään yleensä veden kanssa kiteytyslaitetta, johon laitetaan pala kaliumia. Heti kun vety lakkaa palamasta, monet haluavat katsoa kiteyttimeen. Tällä hetkellä tapahtuu kaliumin ja veden reaktion viimeinen vaihe, johon liittyy heikko räjähdys ja tuloksena olevan kuuman alkalin roiskuminen. Siksi turvallisuussyistä kannattaa pitää etäisyyttä laboratoriopöydästä, kunnes reaktio on päättynyt. löydät upeimmat kokemukset, jotka voit kokea lasten kanssa kotona.

Kaliumin rakenne

Kaliumatomi koostuu protoneja ja neutroneja sisältävästä ytimestä ja sen ympärillä pyörivistä elektroneista. Elektronien lukumäärä on aina yhtä suuri kuin ytimen sisällä olevien protonien lukumäärä. Kun elektroni irtoaa tai kiinnittyy atomiin, se lakkaa olemasta neutraali ja muuttuu ioniksi. Ionit jaetaan kationeihin ja anioneihin. Kationilla on positiivinen varaus, anioneilla on negatiivinen varaus. Kun elektroni on kiinnittynyt atomiin, siitä tulee anioni; jos yksi elektroneista poistuu kiertoradalta, neutraali atomi muuttuu kationiksi.

Kaliumin sarjanumero Mendelejevin jaksollisessa taulukossa on 19. Tämä tarkoittaa, että kemiallisen alkuaineen ytimessä on myös 19 protonia. Johtopäätös: ytimen ympärillä on 19 elektronia. Protonien lukumäärä rakenteessa määritetään seuraavasti: vähennä kemiallisen alkuaineen sarjanumero atomimassasta. Johtopäätös: kaliumytimessä on 20 protonia. Kalium kuuluu IV-jaksoon, sillä on 4 "kiertorataa", joilla elektronit ovat jakautuneet tasaisesti, jotka ovat jatkuvassa liikkeessä. Ensimmäisellä "kiertoradalla" on 2 elektronia, toisella - 8; kolmannella ja viimeisellä, neljännellä "kiertoradalla" 1 elektroni pyörii. Tämä selittää kaliumin korkean kemiallisen aktiivisuuden: sen viimeinen "kiertorata" ei ole täysin täytetty, joten elementillä on taipumus yhdistyä muiden atomien kanssa. Tämän seurauksena kahden elementin viimeisten kiertoradojen elektronit tulevat yhteisiksi.

Yhteyksien pääluokkaa on kolme. Nämä ovat happoja, emäksiä ja oksideja. Happo koostuu vetykationista ja happojäännöksen anionista. Alkali - metallikationista ja hydroksyyliryhmästä. Puhumme oksideista tarkemmin myöhemmin.

Mikä on oksidi?

Se on yhdiste, joka koostuu kahdesta erilaisesta kemiallisesta alkuaineesta, joista toinen on happi. Toinen voi olla metallia tai ei-metallia. Happiatomien lukumäärä riippuu yhdisteeseen kuuluvan toisen kemiallisen alkuaineen valenssista. Joten esimerkiksi kaliumin valenssi on yksi, joten kaliumoksidi sisältää yhden happiatomin ja kaksi kaliumatomia. Kalsiumin valenssi on kaksi, joten sen oksidi koostuu yhdestä happiatomista ja yhdestä kalsiumatomista. Fosforin valenssi on viisi, joten sen oksidi koostuu kahdesta fosforiatomista ja viidestä happiatomista.

Tässä artikkelissa puhumme yksityiskohtaisemmin kaliumoksidista. Nimittäin - sen fysikaalisista ja kemiallisista ominaisuuksista, sen soveltamisesta teollisuuden eri aloilla.

Kaliumoksidi: kaava

Koska tämän metallin valenssi on yksi ja hapen valenssi on kaksi, tämä kemiallinen yhdiste koostuu kahdesta metalliatomista ja yhdestä happiatomista. Joten, kaliumoksidi: kaava on K 2 O.

Fyysiset ominaisuudet

Tarkasteltavana oleva oksidi on väriltään vaaleankeltainen. Joskus se voi olla myös väritöntä. Huoneenlämmössä sillä on kiinteä aggregaatiotila.

Tämän aineen sulamispiste on 740 celsiusastetta.

Tiheys on 2,32 g/cm3.

Tämän oksidin lämpöhajoaminen tuottaa saman metallin peroksidia ja puhdasta kaliumia.

Liukenee orgaanisiin liuottimiin.

Se ei liukene veteen, vaan reagoi sen kanssa.

Sillä on korkea hygroskooppisuus.

K 2 O:n kemialliset ominaisuudet

Tällä aineella on kaikille emäksisille oksideille tyypillisiä kemiallisia ominaisuuksia. Harkitse tämän oksidin kemiallisia reaktioita eri aineiden kanssa järjestyksessä.

Reaktio veden kanssa

Ensinnäkin se pystyy reagoimaan veden kanssa muodostaen tuloksena tämän metallin hydroksidin.

Tällaisen reaktion yhtälö on seuraava:

• K 2 O + H 2 O \u003d 2KOH

Kun tiedät kunkin aineen moolimassan, yhtälöstä voidaan tehdä seuraava johtopäätös: 94 grammasta kyseistä oksidia ja 18 grammasta vettä voidaan saada 112 grammaa kaliumhydroksidia.

muiden oksidien kanssa

Lisäksi kyseinen oksidi pystyy reagoimaan hiilidioksidin kanssa (hiilidioksidi). Tämä muodostaa suolan - kaliumkarbonaatin.

Kaliumoksidin ja hiilioksidin reaktion yhtälö voidaan kirjoittaa seuraavasti:

• K 2 O + CO 2 \u003d K 2 CO 3

Joten voimme päätellä, että 94 grammasta kyseistä oksidia ja 44 grammasta hiilidioksidia saadaan 138 grammaa. kaliumkarbonaatti.

Kyseinen oksidi voi myös reagoida rikkioksidin kanssa. Tässä tapauksessa muodostuu toinen suola - kaliumsulfaatti.

Kaliumoksidin vuorovaikutus rikkioksidin kanssa voidaan ilmaista seuraavalla yhtälöllä:

• K 2 O + SO 3 \u003d K 2 SO 4

Siitä voidaan nähdä, että ottamalla 94 grammaa kyseistä oksidia ja 80 grammaa rikkioksidia saadaan 174 grammaa kaliumsulfaattia.

Samalla tavalla K 2 O voi reagoida muiden oksidien kanssa.

Toinen vuorovaikutustyyppi on reaktiot ei happojen kanssa, vaan reaktiot amfoteeriset oksidit. Tässä tapauksessa ei muodostu happoa, vaan suolaa. Esimerkki tällaisesta kemiallisesta prosessista on tarkasteltavan oksidin vuorovaikutus sinkkioksidin kanssa.

Tämä reaktio voidaan ilmaista seuraavalla yhtälöllä:

• K 2 O + ZnO \u003d K 2 ZnO 2

Siitä voidaan nähdä, että kun kyseessä oleva oksidi ja sinkkioksidi vuorovaikuttavat, muodostuu suola, jota kutsutaan kaliumsinkaattiksi. Jos tiedät kaikkien aineiden moolimassan, voit laskea, että 94 grammasta K 2 O:ta ja 81 grammasta sinkkioksidia saat 175 grammaa kaliumsinkaattia.

Myös K 2 O pystyy olemaan vuorovaikutuksessa typpioksidin kanssa. Tässä tapauksessa muodostuu kahden suolan seos: kaliumnitraatti ja kaliumnitriitti. Tämän reaktion yhtälö näyttää tältä:

• K 2 O + 2NO 2 \u003d KNO 3 + KNO 2

Jos tiedät aineiden moolimassat, voimme sanoa, että 94 grammasta kyseistä oksidia ja 92 grammasta typpioksidia voidaan saada 101 grammaa nitraattia ja 85 grammaa nitriittiä.

Vuorovaikutus happojen kanssa

Yleisin tapaus on kaliumoksidi + rikkihappo= kaliumsulfaatti + vesi. Reaktioyhtälö näyttää tältä:

• K 2 O + H 2 SO 4 \u003d K 2 SO 4 + H 2 O

Yhtälöstä voimme päätellä, että saadaksesi 174 grammaa kaliumsulfaattia ja 18 grammaa vettä, sinun on otettava 94 grammaa kyseistä oksidia ja 98 grammaa rikkihappoa.

Vastaavasti kyseessä olevan oksidin ja typpihapon välillä on kemiallinen vuorovaikutus. Tämä tuottaa kaliumnitraattia ja vettä. Tämän reaktion yhtälö voidaan kirjoittaa seuraavasti:

• 2K 2 O + 4HNO 3 \u003d 4KNO 3 + 2H 2 O

Siten 188 grammasta kyseistä oksidia ja 252 grammasta typpihappoa voidaan saada 404 grammaa kaliumnitraattia ja 36 grammaa vettä.

Saman periaatteen mukaan kyseinen oksidi voi reagoida muiden happojen kanssa. Prosessissa muodostuu muita suoloja ja vettä. Joten esimerkiksi kun tämä oksidi reagoi fosforihappo saadaan fosfaattia ja vettä, kloridihapolla - kloridia ja vettä ja niin edelleen.

K 2 O ja halogeenit

Tarkasteltavana oleva kemiallinen yhdiste pystyy myös reagoimaan tämän ryhmän aineiden kanssa. Halogeenit ovat yksinkertaisia ​​yhdisteitä, jotka koostuvat useista saman kemiallisen alkuaineen atomeista. Näitä ovat esimerkiksi kloori, bromi, jodi ja jotkut muut.

Joten, kloori ja kaliumoksidi: yhtälö:

• K 2 O + CI 2 \u003d KSI + KSIO

Tämän vuorovaikutuksen seurauksena muodostuu kaksi suolaa: kloridi ja kaliumhypokloriitti. 94 grammasta kyseistä oksidia ja 70 grammasta klooria saadaan 74 grammaa kaliumkloridia ja 90 grammaa kaliumhypokloriittia.

Vuorovaikutus ammoniakin kanssa

K 2 O pystyy reagoimaan tämän aineen kanssa. Tämän kemiallisen vuorovaikutuksen seurauksena muodostuu kaliumhydroksidia ja amidia. Tämän reaktion yhtälö näyttää tältä:

• K 2 O + NH 3 \u003d KOH + KNH 2

Tietäen kaikkien aineiden moolimassat, on mahdollista laskea lähtöaineiden ja reaktiotuotteiden suhteet. 94 grammasta kyseistä oksidia ja 17 grammasta ammoniakkia saadaan 56 grammaa kaliumhydroksidia ja 55 grammaa kaliumamidia.

Vuorovaikutus orgaanisten aineiden kanssa

Orgaanisista kemikaaleista kaliumoksidi on vuorovaikutuksessa eetterien ja alkoholien kanssa. Nämä reaktiot ovat kuitenkin hitaita ja vaativat erityisolosuhteita.

Hanki K 2 O

Tätä kemikaalia voidaan saada useilla tavoilla. Tässä ovat yleisimmät:

1. Kaliumnitraatista ja metallisesta kaliumista. Näitä kahta reagoivaa ainetta kuumennetaan, mikä johtaa K20:n ja typen muodostumiseen. Reaktioyhtälö on seuraava: 2KNO 3 + 10K = N 2 + 6K 2 O.
2. Toinen menetelmä tapahtuu kahdessa vaiheessa. Ensin tapahtuu reaktio kaliumin ja hapen välillä, mikä johtaa kaliumperoksidin muodostumiseen. Reaktioyhtälö näyttää tältä: 2K + O 2 \u003d K 2 O 2. Lisäksi peroksidi rikastetaan kaliumilla, minkä seurauksena saadaan kaliumoksidia. Reaktioyhtälö voidaan kirjoittaa seuraavasti: K 2 O 2 + 2K \u003d 2K 2 O.

K 2 O:n käyttö teollisuudessa

Yleisimmin harkittua ainetta käytetään maatalousteollisuudessa. Tämä oksidi on yksi mineraalilannoitteiden komponenteista. Kalium on erittäin tärkeä kasveille, koska se lisää niiden vastustuskykyä eri sairauksia vastaan. Kyseistä ainetta käytetään myös rakentamisessa, koska sitä voi esiintyä joidenkin sementtityyppien koostumuksessa. Lisäksi sitä käytetään kemianteollisuudessa muiden kaliumyhdisteiden saamiseksi.

Tämä artikkeli kuvaa kaliumia fysiikan ja kemian näkökulmasta. Ensimmäinen näistä tieteistä tutkii aineiden mekaanisia ja ulkoisia ominaisuuksia. Ja toinen - heidän vuorovaikutuksensa keskenään - on kemia. Kalium on jaksollisen järjestelmän yhdeksästoista alkuaine. Se kuuluu Tässä artikkelissa tarkastellaan kaliumin elektronista kaavaa ja sen käyttäytymistä muiden aineiden kanssa jne. Tämä on yksi aktiivisimmista metalleista. Tiede, joka käsittelee tätä ja muita elementtejä, on kemia. Luokka 8 mahdollistaa niiden ominaisuuksien tutkimisen. Siksi tämä artikkeli on hyödyllinen opiskelijoille. Joten aloitetaan.

Kaliumin ominaisuudet fysiikan kannalta

Tämä on yksinkertainen aine, joka normaaleissa olosuhteissa on kiinteässä aggregaatiotilassa. Sulamispiste on kuusikymmentäkolme celsiusastetta. Tämä metalli kiehuu, kun lämpötila saavuttaa seitsemänsataakuusikymmentäyksi celsiusastetta. Kyseisellä aineella on hopeanvalkoinen väri. Siinä on metallinen kiilto.

Kaliumin tiheys on kahdeksankymmentäkuusi sadasosaa grammaa kuutiosenttimetriä kohden. Se on erittäin kevyt metalli. Kaliumin kaava on hyvin yksinkertainen - se ei muodosta molekyylejä. Tämä aine koostuu atomeista, jotka sijaitsevat lähellä toisiaan ja joilla on kidehila. Kaliumin atomimassa on kolmekymmentäyhdeksän grammaa moolia kohden. Sen kovuus on erittäin alhainen - se voidaan helposti leikata veitsellä, kuten juusto.

Kalium ja kemia

Aloitetaan siitä, että kalium on kemiallinen alkuaine, jolla on erittäin korkea kemiallinen aktiivisuus. Et voi edes säilyttää sitä ulkoilmassa, koska se alkaa välittömästi reagoida sitä ympäröivien aineiden kanssa. Kalium on kemiallinen alkuaine, joka kuuluu jaksollisen järjestelmän ensimmäiseen ryhmään ja neljänteen jaksoon. Sillä on kaikki metalleille ominaiset ominaisuudet.

Vuorovaikutus yksinkertaisten aineiden kanssa

Näitä ovat: happi, typpi, rikki, fosfori, halogeenit (jodi, fluori, kloori, bromi). Tarkastellaan järjestyksessä kaliumin vuorovaikutusta kunkin kanssa. Vuorovaikutusta hapen kanssa kutsutaan hapetukseksi. Tämän kemiallisen reaktion aikana kaliumia ja happea kuluu moolisuhteessa neljä osaa yhteen, jolloin muodostuu kyseessä olevan metallin oksidia kaksi osaa. Tämä vuorovaikutus voidaan ilmaista käyttämällä seuraavaa reaktioyhtälöä: 4K + O2 = 2K2O. Kun poltetaan kaliumia, voidaan havaita

Siksi tätä reaktiota pidetään kvalitatiivisena kaliumin määrittämisessä. Reaktiot halogeenien kanssa on nimetty näiden kemiallisten alkuaineiden nimien mukaan: nämä ovat jodaus, fluoraus, klooraus, bromaus. Näitä vuorovaikutuksia voidaan kutsua additioreaktioksi, koska kahden eri aineen atomit yhdistyvät yhdeksi. Esimerkki tällaisesta prosessista on kaliumin ja kloorin välinen reaktio, joka johtaa kyseessä olevan metallin kloridin muodostumiseen. Tämän vuorovaikutuksen suorittamiseksi on otettava nämä kaksi komponenttia - kaksi moolia ensimmäistä ja yksi toisesta. Tämän seurauksena muodostuu kaksi moolia kaliumyhdistettä. Tämä reaktio ilmaistaan ​​seuraavalla yhtälöllä: 2K + CI2 = 2KCI. Typen kanssa kalium voi muodostaa yhdisteitä, kun se poltetaan ulkoilmassa. Tämän reaktion aikana kyseistä metallia ja typpeä kuluu moolisuhteessa kuusi osaa yhteen, tämän vuorovaikutuksen seurauksena muodostuu kaliumnitridiä kaksi osaa. Tämä voidaan esittää seuraavana yhtälönä: 6K + N2 = 2K3N. Tämä yhdiste on vihreä-mustia kiteitä. Fosforin kanssa kyseinen metalli reagoi saman periaatteen mukaisesti. Jos otetaan kolme moolia kaliumia ja yksi mooli fosforia, saadaan yksi mooli fosfidia. Tämä kemiallinen vuorovaikutus voidaan kirjoittaa seuraavaksi reaktioyhtälöksi: 3K + P = K3P. Lisäksi kalium pystyy reagoimaan vedyn kanssa muodostaen hydridin. Esimerkkinä voidaan antaa seuraava yhtälö: 2K + H2 \u003d 2KN. Kaikki additioreaktiot tapahtuvat vain korkeiden lämpötilojen läsnä ollessa.

Vuorovaikutus monimutkaisten aineiden kanssa

Kaliumin ominaisuus kemian näkökulmasta mahdollistaa tämän aiheen tarkastelun. Kalium pystyy reagoimaan veden, happojen, suolojen, oksidien kanssa. Kaikilla niillä kyseinen metalli reagoi eri tavalla.

kalium ja vesi

Tämä kemiallinen alkuaine reagoi kiivaasti sen kanssa. Tässä tapauksessa muodostuu hydroksidia, samoin kuin vetyä. Jos otamme kaksi moolia kaliumia ja vettä, saamme saman määrän ja yhden moolin vetyä. Tämä kemiallinen vuorovaikutus voidaan ilmaista käyttämällä seuraavaa yhtälöä: 2K + 2H2O = 2KOH = H2.

Reaktiot happojen kanssa

Koska kalium on aktiivinen metalli, se syrjäyttää helposti vetyatomit yhdisteistään. Esimerkkinä voisi olla reaktio, joka tapahtuu kyseisen aineen ja kloorivetyhapon välillä. Sen suorittamiseksi sinun on otettava kaksi moolia kaliumia sekä happoa samassa määrässä. Tämän seurauksena muodostuu kaksi moolia ja vety - yksi mooli. Tämä prosessi voidaan kirjoittaa seuraavasti: 2K + 2HCI = 2KCI + H2.

Kalium ja oksidit

Tämän epäorgaanisten aineiden ryhmän kanssa kyseinen metalli reagoi vain merkittävällä kuumennuksella. Jos metallin atomi, joka on osa oksidia, on passiivisempi kuin se, josta tässä artikkelissa puhumme, tapahtuu itse asiassa vaihtoreaktio. Esimerkiksi jos otamme kaksi moolia kaliumia ja yksi mooli kuprumoksidia, niin niiden vuorovaikutuksen tuloksena voidaan saada yksi mooli kyseessä olevan kemiallisen alkuaineen oksidia ja puhdasta kupria. Tämä voidaan esittää seuraavan yhtälön muodossa: 2K + CuO = K2O + Cu. Tässä tulevat esiin kaliumin vahvat pelkistävät ominaisuudet.

Vuorovaikutus emästen kanssa

Kalium pystyy reagoimaan metallihydroksidien kanssa, jotka sijaitsevat sen oikealla puolella sähkökemiallisessa aktiivisuussarjassa. Tässä tapauksessa myös sen korjaavat ominaisuudet ilmenevät. Esimerkiksi, jos otamme kaksi moolia kaliumia ja yksi mooli bariumhydroksidia, niin substituutioreaktion seurauksena saamme aineita, kuten kaliumhydroksidia kahden moolin määränä ja puhdasta bariumia (yksi mooli) - se saostuu . Esitetty kemiallinen vuorovaikutus voidaan esittää seuraavana yhtälönä: 2K + Ba(OH)2 = 2KOH + Ba.

Reaktiot suolojen kanssa

Tässä tapauksessa kalium osoittaa edelleen ominaisuuksiaan vahvana pelkistimenä. Korvaamalla kemiallisesti passiivisempien alkuaineiden atomit, voit saada puhdasta metallia. Jos esimerkiksi lisäät kahteen mooliin kolme moolia kaliumia, tämän reaktion tuloksena saamme kolme moolia kaliumkloridia ja kaksi moolia alumiinia. Tämä prosessi voidaan ilmaista yhtälöllä seuraavasti: 3К + 2АІСІ3 = 3КІ2 + 2АІ.

Reaktiot rasvojen kanssa

Jos kaliumia lisätään mihin tahansa tämän ryhmän orgaaniseen aineeseen, se syrjäyttää myös yhden vetyatomeista. Esimerkiksi kun steariini sekoitetaan kyseessä olevan metallin kanssa, muodostuu kaliumstearaattia ja vetyä. Tuloksena olevaa ainetta käytetään nestesaippuan valmistukseen. Tähän päättyy kaliumin karakterisointi ja sen vuorovaikutukset muiden aineiden kanssa.

Kaliumin ja sen yhdisteiden käyttö

Kuten kaikki metallit, tässä artikkelissa käsitelty on välttämätön monille teollisille prosesseille. Kaliumin pääasiallinen käyttö tapahtuu kemianteollisuudessa. Korkean kemiallisen aktiivisuutensa, voimakkaan alkalimetalli- ja pelkistysominaisuuksiensa ansiosta sitä käytetään reagenssina moniin vuorovaikutuksiin ja erilaisten aineiden saamiseksi. Lisäksi kaliumia sisältäviä metalliseoksia käytetään jäähdytysaineina ydinreaktoreissa. Tässä artikkelissa käsiteltyä metallia voidaan käyttää myös sähkötekniikassa. Kaiken edellä mainitun lisäksi se on yksi kasvien lannoitteiden pääkomponenteista. Lisäksi sen yhdisteitä käytetään monilla eri teollisuudenaloilla. Joten kullan louhinnassa käytetään kaliumsyanidia, joka toimii reagenssina arvometallien erottamiseen malmeista. Tarkasteltavana olevan alkuaineen fosfaatit ovat erilaisten puhdistusaineiden ja jauheiden komponentteja. Tulitikut sisältävät tämän metallin kloraattia. Vanhojen kameroiden filmien valmistuksessa käytettiin kyseisen elementin bromidia. Kuten jo tiedät, se voidaan saada bromamalla kaliumia korkeissa lämpötiloissa. Lääketieteessä käytetään tämän kemiallisen alkuaineen kloridia. Saippuan valmistuksessa - stearaatti ja muut rasvajohdannaiset.

Kyseisen metallin hankkiminen

Nykyään kalium louhitaan laboratorioissa kahdella päätavalla. Ensimmäinen on palauttaa se hydroksidista natriumin avulla, joka on kemiallisesti vielä aktiivisempi kuin kalium. Ja toinen on sen saaminen kloridista, myös natriumin avulla. Jos lisäät saman määrän natriumia yhteen mooliin kaliumhydroksidia, muodostuu yksi mooli natriumalkalia ja puhdasta kaliumia. Tämän reaktion yhtälö on seuraava: KOH + Na = NaOH + K. Toisen tyypin reaktion suorittamiseksi sinun on sekoitettava kyseisen metallin kloridi ja natrium yhtäläisissä moolisuhteissa. Tämän seurauksena aineita, kuten keittiösuolaa ja kaliumia, muodostuu samassa suhteessa. Tämä kemiallinen vuorovaikutus voidaan ilmaista käyttämällä seuraavaa reaktioyhtälöä: KSI + Na = NaCl + K.

Kaliumin rakenne

Tämän kemiallisen alkuaineen atomi, kuten kaikki muutkin, koostuu ytimestä, joka sisältää protoneja ja neutroneja sekä sen ympärillä pyöriviä elektroneja. Elektronien lukumäärä on aina yhtä suuri kuin ytimen sisällä olevien protonien lukumäärä. Jos jokin elektroni irtoaa tai liittyi atomiin, se lakkaa jo olemasta neutraali ja muuttuu ioniksi. Niitä on kahta tyyppiä: kationeja ja anioneja. Ensimmäiset ovat varautuneita positiivisesti, kun taas jälkimmäiset ovat negatiivisesti varautuneita. Jos elektroni liittyy atomiin, se muuttuu anioniksi, mutta jos jokin elektroneista poistuu sen kiertoradalta, neutraalista atomista tulee kationi. Koska kaliumin sarjanumero jaksollisen taulukon mukaan on yhdeksäntoista, tämän kemiallisen alkuaineen ytimessä on sama määrä protoneja. Siksi voimme päätellä, että ytimen ympärillä on 19 elektronia. Atomin rakenteen sisältämien protonien lukumäärä voidaan määrittää vähentämällä kemiallisen alkuaineen sarjanumero atomimassasta. Joten voimme päätellä, että kaliumytimessä on kaksikymmentä protonia. Koska tässä artikkelissa tarkasteltu metalli kuuluu neljänteen jaksoon, sillä on neljä kiertorataa, joilla elektronit ovat jakautuneet tasaisesti ja jotka ovat jatkuvasti liikkeessä. Kaliumin kaavio on seuraava: kaksi elektronia sijaitsee ensimmäisellä kiertoradalla, kahdeksan toisella; samoin kuin kolmannella, viimeisellä, neljännellä kiertoradalla, vain yksi elektroni pyörii. Tämä selittää tämän metallin korkean kemiallisen aktiivisuuden - sen viimeinen kiertorata ei ole täysin täytetty, joten sillä on taipumus yhdistyä muiden atomien kanssa, minkä seurauksena niiden viimeisten kiertoradan elektronit yleistyvät.

Mistä tämä elementti löytyy luonnosta?

Koska sillä on erittäin korkea kemiallinen aktiivisuus, sitä ei löydy missään planeetalla puhtaassa muodossaan. Se voidaan nähdä vain osana erilaisia ​​yhdisteitä. kaliumia maankuoressa on 2,4 prosenttia. Yleisimmät kaliumia sisältävät mineraalit ovat salviniitti ja karnalliitti. Ensimmäisellä on seuraava kemiallinen kaava: NaCl.KCl. Sillä on kirjava väri ja se koostuu monista erivärisistä kiteistä. Riippuen kaliumkloridin ja natriumin suhteesta sekä epäpuhtauksien läsnäolosta, se voi sisältää punaisia, sinisiä, vaaleanpunaisia, oransseja komponentteja. Toinen mineraali - karnalliitti - näyttää läpinäkyviltä, ​​vaaleansinisiltä, ​​vaaleanpunaisilta tai vaaleankeltaisilta kiteiltä. Sen kemiallinen kaava näyttää tältä: KCl.MgCl2.6H2O. Se on kiteinen hydraatti.

Kaliumin rooli elimistössä, puutteen ja ylimäärän oireet

Yhdessä natriumin kanssa se ylläpitää solun vesi-suolatasapainoa. Se osallistuu myös hermoimpulssin kalvojen väliseen siirtoon. Lisäksi se säätelee happo-emästasapainoa solussa ja koko kehossa. Se osallistuu aineenvaihduntaprosesseihin, torjuu turvotuksen esiintymistä, on osa sytoplasmaa - noin 50 prosenttia siitä - kyseessä olevan metallin suola. Tärkeimmät merkit kehon kaliumin puutteesta ovat turvotus, sairauksien, kuten vesivatsan, ilmaantuminen, ärtyneisyys ja hermoston toimintahäiriöt, reaktion estyminen ja muistin heikkeneminen.

Lisäksi tämän hivenaineen riittämätön määrä vaikuttaa haitallisesti sydän- ja verisuonijärjestelmiin. Pitkäaikainen kaliumin puute voi aiheuttaa sydänkohtauksen tai aivohalvauksen. Mutta ylimääräisen kaliumin vuoksi kehossa voi kehittyä ohutsuolen haavauma. Tasapainottaaksesi ruokavaliotasi siten, että saat normaalin määrän kaliumia, sinun on tiedettävä, mitkä ruoat sisältävät sitä.

Ruoat, joissa on paljon kyseistä hivenravinnetta

Ensinnäkin nämä ovat pähkinöitä, kuten cashewpähkinät, saksanpähkinät, hasselpähkinät, maapähkinät, mantelit. Myös suuri määrä sitä löytyy perunoista. Lisäksi kaliumia löytyy kuivatuista hedelmistä, kuten rusinoista, kuivatuista aprikooseista, luumuista. Pinjansiemenissä on myös runsaasti tätä alkuainetta. Sen korkea pitoisuus havaitaan myös palkokasveissa: pavut, herneet, linssit. Merilevä sisältää myös runsaasti tätä kemiallista alkuainetta. Muita tuotteita, jotka sisältävät tätä alkuainetta suuria määriä, ovat vihreä tee ja kaakao. Lisäksi sitä löytyy korkeina pitoisuuksina monissa hedelmissä, kuten avokadoissa, banaaneissa, persikoissa, appelsiineissa, greipeissä ja omenoissa. Monet viljat sisältävät runsaasti kyseistä hivenainetta. Tämä on pääasiassa ohraa sekä vehnää ja tattarirouhetta. Persilja ja ruusukaali sisältävät myös runsaasti kaliumia. Lisäksi sitä löytyy porkkanoista ja meloneista. Sipulissa ja valkosipulissa on huomattava määrä kyseistä kemiallista alkuainetta. Kananmunat, maito ja juusto sisältävät myös runsaasti kaliumia. Tämän kemiallisen alkuaineen päivittäinen normi keskimääräiselle ihmiselle on kolmesta viiteen grammaan.

Johtopäätös

Tämän artikkelin lukemisen jälkeen voimme päätellä, että kalium on erittäin tärkeä kemiallinen alkuaine. Se on välttämätön monien yhdisteiden synteesille kemianteollisuudessa. Lisäksi sitä käytetään monilla muilla teollisuudenaloilla. Se on myös erittäin tärkeä ihmiskeholle, joten sitä on mentävä säännöllisesti ja tarvittava määrä ruuan kanssa.