Karakteristike kalija. Struktura kalija. Kalijevi spojevi

Ovaj članak će dati opis kalija u smislu fizike i kemije. Prva od tih znanosti proučava mehanička i vanjska svojstva tvari. A drugi - njihova interakcija jedni s drugima - to je kemija. Kalij - devetnaestina u elementu računa u periodičnom stolu. On pripada alkalijski metali.

Karakterizacija kalija u smislu fizike

To je jednostavna tvar koja je u normalnim uvjetima u čvrstom agregatnom stanju. Talište je šezdeset tri stupnja Celzijusa. Isti metal boils up kada temperatura dosegne sedam stotina i šezdeset i jedan stupnjeva Celzija. Tvar koja se razmatra ima srebrno-bijelu boju. Ima metalni sjaj. Gustoća kalija je osamdeset i šest stotina grama po centimetarskom kubiku. To je vrlo lagani metal. Formula kalija je vrlo jednostavna - ne tvori molekule. Ova tvar se sastoji od atoma koji su međusobno blizu i imaju kristalnu rešetku. Atomska masa kalija jednaka je trideset i devet grama po molu. Njegova tvrdoća je vrlo niska - lako se može rezati nožem, poput sira.

Kalij i kemija

Za početak, kalij je kemijski element koji ima vrlo visoku kemijsku aktivnost. Čak i da ga spremite na otvorenom, to je nemoguće, jer odmah počinje reagirati s okolnim tvarima. Kalij je kemijski element koji pripada prvoj grupi i četvrtoj periodičkoj tablici. Ima sve svojstva koja su karakteristična za metale.

Interakcija s jednostavnim tvarima

To uključuje: kisik, dušik, sumpor, fosfor, halogene (jod, fluor, klor, brom). Da bismo razmotrili interakciju kalija sa svakom od njih. Interakcija s kisikom naziva se oksidacija. Tijekom ove kemijske reakcije, kalij i kisik se konzumiraju u molarnom omjeru od četiri dijela na jedan, što rezultira stvaranjem oksida metalnog spoja u dva dijela. Ova interakcija može se izraziti koristeći sljedeću reakcijsku jednadžbu: 4K + 02 = 2K20. Kada gori kalij, možete promatrati svijetlo ljubičasti plamen. Stoga se ova reakcija smatra kvalitativnom za određivanje kalija. Reakcije s halogenom zovu se prema imenima ovih kemijskih elemenata: jodiniranje, fluoriranje, kloriranje, bromiranje. Te interakcije mogu se nazvati dodatnim reakcijama, budući da se atomi dviju različitih supstanci kombiniraju u jednu. Primjer takvog postupka je reakcija između kalija i klora, zbog čega nastaje klorid metala. Da bi se izvršila ova interakcija potrebno je uzeti ove dvije komponente - dvije moljke prve i jedne od druge. Kao rezultat toga nastaju dva mola kalijevog spoja. Ova se reakcija izražava sljedećom jednadžbom: 2K + CI2 = 2KSI. Kod dušika, kalijev može dati spojeve pri peći na otvorenom. Tijekom ove reakcije, metal i dušik u pitanju konzumiraju se u molarnom omjeru od šest dijelova na jedan, što rezultira formiranjem kalijevog nitrida u dva dijela. To se može prikazati u obliku sljedeće jednadžbe: 6K + N2 = 2K3N. Ovaj spoj je zeleni crni kristal. S fosforom, metal koji se razmatra reagira po istom principu. Ako uzmemo tri mola kalija i jednog mola fosfora, dobivamo jedan mole fosfida. Ova kemijska interakcija može se napisati u obliku takve reakcijske jednadžbe: 3K + P = K3P. Osim toga, kalij je u stanju reagirati s vodikom, stvarajući hidrid. Kao primjer, ova jednadžba može se dati: 2K + H2 = 2KN. Sve reakcijske reakcije odvijaju se samo u prisutnosti visokih temperatura.

Interakcija s kompleksnim tvarima

Karakterizacija kalija sa stajališta kemije omogućuje razmatranje ove teme. Kompleksne supstance koje kalij reagiraju su voda, kiseline, soli, oksidi. S njima svi metal reagira na različite načine.

Kalij i voda

Ovaj kemijski element reagira nasilno s njim. U tom slučaju nastaje hidroksid, kao i vodik. Ako uzmemo dva mola kalija i vode, dobivamo isti iznos kalijev hidroksid i jedan mol hidrogena. Ova kemijska interakcija može se izraziti sljedećom jednadžbom: 2K + 2H20 = 2KOH = H2.

Reakcije s kiselinama

Budući da je kalij aktivni metal, lako zamjenjuje atome vodika iz njihovih spojeva. Primjer je reakcija koja se događa između tvari koja se razmatra i klorovodične kiseline. Za njeno ponašanje trebate uzeti dva mola kalijuma, a također i kiselinu u istoj količini. Kao rezultat toga, a kalijev klorid - dva mola i vodik - jedan mol. Ovaj proces se može zapisati sa sljedećom jednadžbom: 2K + 2HCI = 2KSI + H2.

Kalij i oksidi

S ovom skupinom anorganskih tvari, metal koji se razmatra reagira samo uz znatno zagrijavanje. Ako je metalni atom koji je dio oksida pasivan od onoga o kojemu govorimo u ovom članku, doista postoji reakcija razmjene. Na primjer, ako uzmemo dva mola kalija i jednog mola oksida u obliku šalice, kao rezultat njihove interakcije, može se dobiti jedan moli oksida kemijskog elementa i čisti kuprum. To se može prikazati u obliku sljedeće jednadžbe: 2K + CuO = K2O + Cu. Ovdje se pojavljuju snažna redukcijska svojstva kalijuma.

Interakcija s bazama

Kalij može reagirati s metalnim hidroksidima koji su desno od njega u seriji elektrokemijskih aktivnosti. U tom se slučaju pojavljuju i njegova svojstva smanjenja. Na primjer, ako se dva mola po molu kalija barijev hidroksid, dobivena reakcija supstitucije se dobije tvari, kao što je kalij hidroksid u količini od dva mola i čistog barij (mol) - on taloži. Kemijska interakcija može se prikazati kao sljedeća jednadžba: 2K + Ba (OH) 2 = 2KOH + Ba.

Reakcije s solima

U ovom slučaju, kalij još uvijek pokazuje svojstva kao snažno redukcijsko sredstvo. Zamjena atoma kemijski više pasivnih elemenata omogućava dobivanje čistog metala. Na primjer, ako dodamo aluminij klorid u količini od dva mola, 3 mola kalija, a zatim kao rezultat ove reakcije dobivamo 3 mola kalijevog klorida i 2 mola aluminija. Izrazite ovaj postupak uz pomoć jednadžbe može biti sljedeći: 3K + 2AІCІ3 = 3KSІ2 + 2AІ.

Reakcije s mastima

Ako se kalija dodaju u organsku supstancu ove skupine, ona će također zamijeniti jedan od vodikovih atoma. Na primjer, kada se stearin pomiješa s dotičnim metalom, nastaju kalij stearat i vodik. Dobivena tvar se koristi za proizvodnju tekućeg sapuna. Na tome se završava karakterizacija kalija i njegovih interakcija s drugim supstancijama.

Korištenje kalija i njegovih spojeva

Poput svih metala, koji se smatraju u ovom članku je neophodan za mnoge procese u industriji. Glavna primjena kalija dolazi u kemijskoj industriji. Zbog svoje visoke kemijske aktivnosti, izraženih alkalijskih metala i redukcijskih svojstava, koristi se kao reagens za mnoge interakcije i dobivanje različitih tvari. Osim toga, legure s kalijim sadržajem koriste se kao rashladne tekućine u nuklearnim reaktorima. Također, metal koji se razmatra u ovom članku pronalazi svoju primjenu u elektrotehnici. Pored svega navedenog, to je jedna od glavnih komponenti gnojiva za biljke. Dodatno, njegovi spojevi se koriste u raznim industrijama. Tako se u ekstrakciji zlata koristi kalijev cijanid, koji služi kao reagens za oporavak vrijednih metala iz ruda. U proizvodnji stakla se primjenjuje kalijev karbonat. Fosfati kemijskog elementa u pitanju su sastavni dijelovi raznih sredstava za čišćenje i prašaka. U utakmicama se nalazi klorat ovog metala. U proizvodnji filmova za stare kamere, upotrijebljen je bromid dotičnog elementa. Kao što već znate, to se može dobiti bromiranjem kalija u uvjetima visoke temperature. U medicini se koristi klorid ovog kemijskog elementa. U proizvodnji sapuna - stearat i drugi derivati ​​masti.

Priprema metala koja se razmatra

Danas se kalij ekstrahira u laboratorijima na dva glavna načina. Prvo je da se vrati iz hidroksida natrijom, što je kemijski još aktivnije od kalija. A drugi je uzimajući iz klorida, također uz pomoć natrija. Ako dodate istu količinu natrija na jedan mol kalijevog hidroksida, nastaje jedan mol alkalnog natrija i čistog kalijuma. Jednadžba za ovu reakciju je sljedeća: KOH + Na = NaOH + K. Za drugu vrstu reakcije, klorid metala i natrija mora se miješati u jednakim molarnim omjerima. Kao rezultat, tvari kao što su kalijeva sol i kalija formiraju se u istom omjeru. Ova kemijska interakcija može se izraziti pomoću slijedeće reakcijske jednadžbe: KSI + Na = NaCl + K.

Struktura kalija

Atoma tog kemijskog elementa, kao i svi ostali, sastoji se od jezgre koja sadrži protone i neutrone, kao i elektrone koji se okreću oko nje. Broj elektrona uvijek je jednak broju protona koji su unutar jezgre. Ako se bilo koji elektron odspoji ili se pridruži atomu, prestaje biti neutralan i pretvara se u ion. Oni su od dvije vrste: kationi i anioni. Prijašnji imaju pozitivan naboj, dok drugi imaju negativni naboj. Ako se elektron pridružio atomu, onda se pretvara u anion, a ako bilo koji od elektrona napusti svoju orbitu, atom neutral postaje kation. Budući da je serijski broj kalija, u skladu s Mendelejevim tablicama, devetnaest, postoji isto toliko protona u jezgri ovog kemijskog elementa. Stoga možemo zaključiti da postoji oko devetnaest elektrona oko jezgre. Broj protona koji se nalaze u strukturi atoma može se odrediti oduzimanjem atomskog broja kemijskog elementa iz atomske mase. Dakle, možemo zaključiti da postoji dvadesetak protona u jezgri kalija. Budući da metal koji se razmatra u ovom članku pripada četvrtoj razdoblju, ima četiri orbite na kojima se ravnomjerno nalaze elektroni, koji su stalno u pokretu. Shema kalija je kako slijedi: u prvoj orbiti postoje dva elektrona, na drugom, osam, kao i na trećoj, u posljednjoj, četvrtoj orbiti, samo jedan elektron rotira. To objašnjava visoku razinu kemijske aktivnosti određenog metala - njegova posljednja orbita nije potpuno ispunjena pa se nastoji povezati s nekim drugim atomima, zbog čega se njihovi elektroni posljednjih orbita postaju uobičajeni.

Gdje možete pronaći ovaj element u prirodi?

Budući da ima iznimno visoku kemijsku aktivnost, ne može se naći na cijelom planetu u čistom obliku. Može se vidjeti samo u sastavu različitih spojeva. Masena frakcija Kalij u zemljinoj kori je 2,4 posto. Najčešći minerali, koji uključuju kalij, su salvinit i karnallit. Prva ima sljedeću kemijsku formulu: NaCl • KCl. Slikovito se boji i sastoji se od mnogih kristala različitih boja. Ovisno o omjeru kalij klorida i natrija, kao i prisutnosti nečistoća, može sadržavati crvene, plave, ružičaste narančaste komponente. Drugi mineral, karnallit, izgleda kao prozirni, mekani plavi, svijetlo ružičasti ili blijedo žuti kristali. Njegova kemijska formula izgleda ovako: KCl • MgCl2 • 6H2O. To je kristalni hidrat.

Uloga kalija u tijelu, simptomi nedostatka i višak

Ona, zajedno s natrijem, održava ravnotežu soli i soli u stanici. On također sudjeluje u prijenosu između membrana živčanog impulsa. Osim toga, regulira ravnotežu kiselinske baze u stanici i cijelom tijelu kao cjelini. Sudjeluje u metabolizmu, sprečava pojavu edema, dio citoplazme - otprilike pedeset posto svoje - soli metala. Glavne indikacije koje tijelo nema kalij oteklina, pojavu bolesti, kao što je hidrocefalus, razdražljivosti i poremećaja živčanog sustava, reakcije inhibicije i poremećaja memorije. Osim toga, neadekvatna količina ovog elementa u tragovima nepovoljno utječe na kardiovaskularne i mišićne sustave. Nedostatak kalija vrlo dugo može izazvati srčani udar ili moždani udar. Ali zbog višak kalija u tijelu može se razviti mali crijevni ulkus. Da biste uravnotežili prehranu na takav način da dobijete normalnu količinu kalijuma, morate znati koje proizvode sadrži.

Hrana s visokim sadržajem mikronutrijenta u pitanju

Prije svega, to su matice, kao što su lješnjaci, orasi, lješnjaci, kikiriki, bademi. Također, puno je u krumpira. Osim toga, kalija se nalazi u suhim plodovima kao što su grožđice, suhe marelice, šljive. Ovaj je element bogat borovom maticom. Također, njegova je visoka koncentracija promatrana u grah: grah, grašak, leća. Morski kelj je bogat iu ovom kemijskom elementu. Ostali proizvodi koji sadrže ovaj element u velikim količinama su zeleni čaj i kakao. Osim toga, u visokoj koncentraciji nalazi se u mnogim plodovima, kao što su avokado, banane, breskve, naranče, grapefruits, jabuke. Mnoge žitarice su bogate dotičnim mikronutrijentom. To je prvenstveno biserno ječam, kao i pšenica i heljda. I u peršinom i keljama od lisnatog kruha, postoji mnogo kalija. Osim toga, nalazi se u mrkvu i dinje. Luk i češnjak imaju znatnu količinu kemijskog elementa u pitanju. Pileća jaja, mlijeko i sir također su visoke u kaliju. Dnevna norma ovog kemijskog elementa za prosječnu osobu je od tri do pet grama.

zaključak

Nakon čitanja ovog članka možemo zaključiti da je kalij iznimno važan kemijski element. Potrebno je sintetizirati mnoge spojeve u kemijskoj industriji. Osim toga, također se koristi u mnogim drugim industrijama. Također, to je vrlo važno za ljudsko tijelo, dakle, ona mora redovito i u potrebnoj količini otići tamo s hranom.