Физические свойства калия как простого вещества

• Свойства калия
• Нахождение в природе
• Применение калия

Физические свойства

Калий — серебристо-белый, лёгкий, мягкий и легкоплавкий металл. Кристаллическая решётка кубическая, объёмноцентрированная, параметр а=0,522±2 нМ при 5К и а=0,5247±2 нМ при 78К.

Физические свойства калия: плотность 862,9 кг/м 3 (0°С); t плавления 63,55°С; t кипения 760°С; коэффициент теплопроводности (при 21°С) 97,13 Вт/м•К; удельная теплоёмкость (при 20°С) 741,2 Дж/кг•К; удельное электрическое сопротивление (при 20°С) 7,118•10 -8 Ом•м; твёрдость по Бринеллю 400 кПа. Металлический калий легко режется ножом. Степень окисления +1.

91. Физические свойства калия

Калий на воздухе легко окисляется, образуя оксид К2О и надпероксид KO2. Хранят калий в бензине или керосине. С водой он легко реагирует с образованием гидрооксида KOH и выделением водорода. При взаимодействии с водными растворами кислот образует хорошо растворимые соли. При температуре выше 200°С реагирует с водородом с образованием белых кристаллов KH.

При нагревании с серой, теллуром, селеном образует сульфид К2S, теллурид К2Te, селенид К2Se. Известны также различные карбиды, силициды, арсениды и фосфиды калия.

Калий в природе

Получение и использование

Радиоактивный изотоп 40 К — важный источник глубинного тепла на ранней стадии эволюции Земли. Превращение 40 К 40 Ar используется для определения абсолютного возраста пород, содержащих калиевые минералы. Металлический калий получают путём обменных реакций между металлическим натрием и гидрооксидом или хлоридом калия, а также электролизом расплавов KOH. Металлический калий используется для получения надпероксида KO2, который служит источником кислорода в регенерационных устройствах в замкнутых объёмах (например, на подводных лодках), для восстановления титана из расплавов его солей (TiCl4). Сплавы калия с натрием (40-90% калия), жидкие при комнатной температуре, используются в качестве теплоносителей в ядерных реакторах.

Источник: www.mining-enc.ru

Калий -очень быстро окисляющийся на воздухе и очень легко вступающий в химические реакции

Калий, свойства атома, химические и физические свойства.

39,0983(1) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1

Калий — элемент периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева с атомным номером 19. Расположен в 1-й группе (по старой классификации — главной подгруппе первой группы), четвертом периоде периодической системы.

Атом и молекула калия. Формула калия. Строение калия

Изотопы и модификации калия

Свойства калия (таблица): температура, плотность, давление и пр.

Физические свойства калия

Таблица химических элементов Д.И. Менделеева

Сфера применения

Соединения калия используют в качестве удобрений, что свидетельствует о его ценных биологических характеристиках. Один из важнейших компонентов биосистемы вместе с азотом и фосфором. Помимо этого, необходим обмен элемента в натриево-калиевом насосе клетки любого живого организма.

Большую популярность приобрел в гальванотехнике. Соли металла быстро растворяются, по сравнению с солями натрия. Это свойство позволяет устанавливать высокие цены компаниям, которые занимаются обработкой калия.

Жидкий сплав калия и натрия используется в качестве теплоносителей в атомных установках. Необходимое условие: комнатная температура.

Атом и молекула калия. Формула калия. Строение калия:

Калий (лат. Kalium, от араб. аль-кали – «поташ») – химический элемент периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева с обозначением K и атомным номером 19. Расположен в 1-й группе (по старой классификации – главной подгруппе первой группы), четвертом периоде периодической системы.

Калий – металл. Относится к группе щелочных металлов.

Как простое вещество калий при нормальных условиях представляет собой мягкий металл серебристо-белого цвета.

Молекула калия одноатомна.

Химическая формула калия K.

Электронная конфигурация атома калия 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1. Потенциал ионизации (первый электрон) атома калия равен 418,81 кДж/моль (4,34066369(9) эВ).

Строение атома калия. Атом калия состоит из положительно заряженного ядра (+19), вокруг которого по четырем оболочкам движутся 19 электронов. При этом 18 электронов находятся на внутреннем уровне, а 1 электрон – на внешнем. Поскольку калий расположен в четвертом периоде, оболочек всего четыре. Первая – внутренняя оболочка представлена s-орбиталью.

Вторая и третья – внутренние оболочки представлена s- и р-орбиталями. Четвертая – внешняя оболочка представлена s-орбиталью. На внешнем энергетическом уровне атома калия – на 4s-орбитали находится один неспаренный электрон. В свою очередь ядро атома калия состоит из 19 протонов и 20 нейтронов. Калий относится к элементам s-семейства.

Радиус атома калия (вычисленный) составляет 243 пм.

Атомная масса атома калия составляет 39,0983(1) а. е. м.

Калий – седьмой по распространённости элемент в земной коре. Содержание его в земной коре составляет 1,5 %, в океанах и морях – 0,042 %.

Калий очень легко вступает в химические реакции.

Калий, свойства атома, химические и физические свойства

Калий в природе

После многолетних поисков выяснилось, что в природе калий не находится в чистом виде. Он один из десяти элементов, которые составляют большую часть окружающего мира.

• Сильвинита KCl·NaCl.
• Карналлита KCl·MgCl 2 ·6H 2 O.
• Каинита KCl·MgSO 4 ·6H 2 O.
• Зола растений как поташ K 2 CO 3.

Свойства калия (таблица): температура, плотность, давление и пр.:

Подробные сведения на сайте ChemicalStudy.ru

(в скобках указано координационное число – характеристика, которая определяет число ближайших частиц (ионов или атомов) в молекуле или кристалле)

205* Эмпирический радиус атома калия согласно [1] и [3] составляет 227 пм и 235 пм соответственно.

206* Ковалентный радиус калия согласно [1] составляет 203±12 пм.

401* Плотность калия согласно [3] составляет 0,856 г/см3 (при 0 °C и иных стандартных условиях, состояние вещества – твердое тело), согласно [4] 0,826 г/см3 (при 64 °C и иных стандартных условиях, состояние вещества – жидкость).

402* Температура плавления калия согласно [3] и [4] составляет 63,65 °C (336,8 K, 146,57 °F) и 63,55 °C (336,7 K, 146,39 °F) соответственно.

403* Температура кипения калия согласно [3] и [4] составляет 773,85 °C (1047 K, 1424,93 °F) и 776 °C (1049,15 K, 1428,8 °F) соответственно.

407* Удельная теплота плавления (энтальпия плавления ΔHпл) калия согласно [4] составляет 2,38 кДж/моль.

408* Удельная теплота испарения (энтальпия кипения ΔHкип) калия согласно [4] составляет 79,2 кДж/моль.

История

Калий упоминается, начиная со времени первых цивилизаций. Соединения вещества использовали еще древние египтяне. Речь о поташе, которым стирали одежду, мыли посуду.

Процесс был простым. Сжигали ветви, солому, оставшуюся золу заливали водой. Полученную щелочную массу отфильтровывали, выпаривали.

История получения металла европейскими учеными начинается с 19 века:

• В 1807 году английский химик Гемфри Дэви выбрал исходником едкий кали. Применив электролиз, получил калий.
• Через два года его французские коллеги прокалили едкий кали с углем и также получили металл.

С названием металла определились не сразу:

• Первооткрыватель окрестил вещество «потассием» (лат. Potassium).
• Немец Людвиг Гильберт предложил термин «калий».

Латинское kalium восходит к арабскому аль-кали. Так арабы именовали поташ.

Термин «калий» понравился немцам. Его переняли ученые Европы (в том числе российские).

Так как калий — активный металл, он с легкостью вытесняет атомы гидрогена из их соединений. Примером может быть реакция, которая происходит между рассматриваемым веществом и соляной кислотой. Для ее проведения нужно взять два моля калия, а также кислоту в том же количестве. В результате образуется — два моля и водород — один моль. Этот процесс можно записать таким уравнением: 2К + 2НСІ = 2КСІ + Н2.

Где используется калий

Калиево-натриевый сплав используется как теплоноситель в атомных реакторах.

Минералы, содержащие калий, аккумулируют изотопы аргона. Благодаря этому возможно определение возраста геологических формаций.

Калийные соединения используются в промышленности:

• Флюс для пайки цветных металлов, сталей.
• Монокристаллы в лазерах, пьезоэлектрики.
• Серебрение, золочение, другие гальванические операции. Используется цианид калия – один из сильнейших ядов.
• Очистка ацетилена от примесей.
• Регенерация воздуха на субмаринах и в противогазах.
  Советский изолирующий противогаз ИП-5

Перманганат калия задействуют для получения кислорода. Это оказалось жизненно важным в период пандемии коронавируса.

Без перманганата – марганцовки – и бромида (успокоительного) не обходится домашняя аптечка.

Кристаллы перманганата калия

Химическое вещество с формулой KMnO4 – это обычная марганцовка.

Достоинства металла оценили аграрии. 90% продукции – это калийные удобрения: поташ, селитра, сильвин («калийная соль»).

Получение рассматриваемого металла

В наше время калий добывают в лабораториях двумя основными способами. Первый — восстановление его из гидроксида с помощью натрия, который химически еще более активен, чем калий. А второй — получение его из хлорида, тоже с помощью натрия. Если добавить к одному молю гидроксида калия столько же натрия, образуется по одному молю щелочи натрия и чистого калия.

Уравнение данной реакции выглядит следующим образом: КОН + Na = NaOH + К. Для проведения реакции второго типа нужно смешать хлорид рассматриваемого металла и натрий в равных молярных пропорциях. В результате этого образуются такие вещества, как кухонная соль и калий в одинаковом соотношении. Выразить данное химическое взаимодействие можно с помощью такого уравнения реакции: КСІ + Na = NaCl + К.

Взаимодействие с основаниями

Калий способен реагировать с гидроксидами металлов, которые находятся правее него в электрохимическом ряду активности. В таком случае также проявляются его восстановительные свойства. Например, если взять два моля калия и один моль гидроксида бария, то в результате реакции замещения мы получим такие вещества, как гидроксид калия в количестве два моля и чистый барий (один моль) — он выпадет в осадок. Представленное химическое взаимодействие можно отобразить в виде следующего уравнения: 2К + Ba(OH)2 = 2КОН + Ba.

В данном случае калий все так же проявляет свои свойства как сильный восстановитель. Замещая атомы химически более пассивных элементов, он позволяет получить чистый металл. Например, если добавить к в количестве два моля три моля калия, то в результате данной реакции получим три моля хлорида калия и два моля алюминия. Выразить данный процесс с помощью уравнения можно следующим образом: 3К + 2АІСІ3 = 3КСІ2 + 2АІ.

Источник: smecalkin.ru

Калий

Калий это химический элемент, простое вещество, в нормальных условиях быстро окисляется покрываясь тонким слое оксида кали.

Калий щелочной металл по своей активности быстрее чем натрий и кальций, реакция с водой может сопровождаться воспламенение и взрывом.

Применяется для получения солей на основе калия, нитрат калия, хлорид калия и д.р.

Что такое калий

(Kalium; от араб, аль-кали — поташ), К — хим. элемент 1 группы периодической системы элементов; ат. н. 19, ат. м. 39,098.4 Серебристо-белый мягкий металл. В соединениях проявляет степень окисления + 1. Природный калий состоит из стабильных изотопов 39К (93,08%), 41К (6,91%) и одного слабо радиоактивного изотопа 40К (0,01%) с периодом полураспада-1,32 • 109 лет.

Из искусственных радиоактивных изотопов наибольшее значение имеет изотоп 42К с периодом полураспада 12,52 года. Металлический калий впервые получил (1807), назвав его «потассием», англ. химик и физик Г. Дэви электролизом влажного едкого кали. Название «калий» предложил в 1809 нем. физик и химик Л.-В. Гильберт.

Калий один из наиболее распространенных элементов. Содержание его в земной коре 2,5%. В свободном состоянии в природе не встречается из-за большой хим. активности. Входит в состав полевых шпатов, нефелина, слюд, лейцита и др. минералов, слагающих горные породы.

При воздействии воды и двуокиси углерода на горные калийсодержащие породы переходит в растворимые соединения, легко вымывающиеся водой. Важнейшие минералы калия сильвин, карналлит, каинит KMg [Cl/SО4]•3H2О и полигалит K2Ca2Mg [SО4]4 • 2Н2О.

Проверь хорошо ли Вы знаете науки
Ты получил <> снаружи >

Физические свойства калия

Кристаллическая решетка К.— объемноцентрированная кубическая с периодом а = 5,33 Å. Атомный радиус 2,36 Å, ионный радиус К+ составляет 1,33 Å. Плотность (т-ра О С) 0,8629 г/см 3 ; ,tпл 63,41 ° С; кип 760° С.

Температурный коэфф. линейного расширения твердого К. (т-ра 0—50° С) 8,33 • 10 -5 град -1 ; температурный коэфф. объемного расширения (т-ра 70—100° С) 2,498•10 -4 град -1 ; коэфф. теплопроводности (т-ра 21° С) 0,232 кал/см-сек-град) удельная теплоемкость (т-ра 20° С; 0,182 кал/г • град.

Калий отличается высокой электропроводностью. Удельное электр. сопротивление (т-ра 20° С) 6,992 10-6 ом-см. Металлический К. парамагнитен. В холодном состоянии легко режется ножом, прессуется и прокатывается; НВ = 0,037.

Сжимаемость при давлении 1 бар равна 31,5 ·10 -6 . Металлический К. на воздухе быстро окисляется, а при нагревании загорается. При взаимодействии с кислородом К. образует желтовато-белую окись К2О и ярко-желтую перекись КО2.

При действии кислорода на его аммиачный раствор образуются соединения К2О2 и К2О3.

На воздухе поверхность металла покрывается слоем перекиси с подстилающим слоем окиси. При очистке поверхности калия от окислов ножом возможны сильные взрывы в результате соприкосновения перекиси металла с металлическим калием.

Соединения калия с веществами

С водородом К. при нагревании до т-ры 200° С практически не взаимодействует, а при более высокой т-ре образуются белые кристаллы гидрида KH, легко воспламеняющиеся на воздухе.

С азотом калий не реагирует даже при сравнительно высокой т-ре и давлении. Однако при воздействии калия в среде азота электр. разрядов образуются бесцветные кристаллы азида K3N и небольшое количество нитрида KNO3.

При взаимодействии с галогенами калий образует соответствующие соли: фторид KF, хлорид КСl, бромид КВr и йодид KI.

При нагревании с серой образуется сульфид K2S — твердое кристаллическое вещество белого цвета, гигроскопичное и постепенно разлагающееся на воздухе.

С теллуром и селеном образует соответственно теллурид К2Те и селенид K2Se. Известны различного состава кристаллические соединения К. с углеродом (карбиды).

Все карбиды калия исключительно реакционноспособны, на воздухе окисляются, бурно реагируют с кислородом и водой. С кремнием К. образует силициды состава KSi и KSi8.

Известны соединения калий с фосфором, мышьяком и бором.

Растворимость калия веществах

Калий растворяется в воде, охлажденной до т-ры 0° С и не содержащей кислорода. Однако с водой, имеющей более высокую т-ру, калий реагирует со взрывом; при этом образуется гидроокись КОН и выделяется водород.

Металл растворяется в жидком аммиаке, тетрагидрофуране, диглиме и др. эфирах. Все эти р-ры К.— голубого цвета различной интенсивности.

Калий хорошо растворяется во многих металлах, с ртутью образует амальгамы. В гидроксильной группе спиртов К. замещает водород, образуя соответствующие алкоголяты.

Эту особенность используют, в частности, для уничтожения небольших остатков щелочных металлов.

Калий способствует полимеризации олефинов и диолефинов, замещает галогены в галогеналкилах и галогенарилах, образуя калий-алкилы и калий-арилы. Взаимодействие К. с хлорированными органическими соединениями, напр. с четыреххлористым углеродом, происходит со взрывом.

Получение калия

В промышленных масштабах калий получают электролизом расплавов едкого кали или кислородных солей металла в расплавленных галогенидах.

Применение

Используют также обменные реакции взаимодействия фторида К. с карбидом кальция, жидкого натрия с расплавом едкого кали (при т-ре 380— 410° С) или взаимодействие между парами натрия и расплавом хлорида К. при т-ре 760—800° С.

Металлический калий используют для получении его надперекиси, применяемой для регенерации кислорода в замкнутых пространствах, напр. в подводных лодках; для восстановления титана из его солей (TiCl4) при высокой т-ре; в различных газоразрядных приборах.

Пары калия находят применение в магнитогидродинамических генераторах — установках, непосредственно преобразующих тепловую энергию в электрическую.

Сплавы натрия и калия используют как теплоносители в ядерных реакторах, как рабочее тело в спец. транспортных энергетических установках и для поглощения кислорода.

Соли калия редко образуют крупные месторождения . Наиболее распространены минералы сильвинит KCl · NaCl , карналлит KCl · MgCl2 · 6H2O , каинит KCl · MgSO4 · 3H2O.

Химические свойства

Калий — серебристо — белый , мягкий металл , активнее натрия , хранят также под слоем керосина .
Металлический калий окисляется и горит на воздухе , непосредственно соединяется с галогенами , серой , фосфором , с некоторыми другими элементами.

С водородом при 350°C образует гидрид KH разлагаемый водой , как и гидрид натрия:

Калий вытесняет водород из воды легче , чем натрий:

2K + 2H2O = H2↑ + 2KOH

Супероксид ( надперекись ) калия K2O4 образуется при сгорании калия в избытке кислорода . Как и пероксид натрия , это сильный окислитель . Оксид калия K2O получают косвенным путём . Оба соединения , взаимодействуя с водой , дают гидроксид калия:

Гидроксид калия ( едкое кали ) KOH в технике получают электролизом водного раствора хлорида калия , это твёрдое кристаллическое вещество , похожее на гидроксид натрия , оно гигроскопично , разрушает животные и растительные ткани.

Главные потребители гидроксида калия — мыловаренная промышленность , производство карбоната калия K2CO3 и хлората калия KClO3.

Почти все соли калия хорошо растворимы в воде , но в отличие от солей натрия не содержат кристаллизационной воды . В месте с азотом и фосфором калий — один из основных элементов питания растений , при отсутствии его они погибают.

Калий и растения

Большое количество калия уходит из почвы с урожаем подсолнечника , льна , конопли , накапливающих его в своих стеблях и поэтому калий находиться в продуктах.

Калий участвует в процессе фотосинтеза , недостаток его в почве понижает интенсивность фотосинтеза , приводит к снижению содержания сахара в корнеплодах свеклы и крахмала в зерне , отмиранию листьев растений , повышение восприимчивости к грибкам и бактериальным заболеваниям , снижение схожести семян.

Различают доступный для растений обменный калий почвы и недоступный — необходимый , входящий в состав силикатов и алюмосиликатов.

Обычно доступного для растений калия в почве недостаточно : поэтому для получения высоких урожаев ( особенно сахарной свеклы и картофеля ) вносят калийные удобрения.

Соли калия

Хлорид калия KCl — наиболее концентрированное калийное удобрение . Добывают его из руд — сильвинита и карналлита.

Нитрат калия ( калийная селитра ) KNO3 — содержит два элемента питания растений — калий и азот . Такое удобрение называют сложным . Получают нитрат калия в результате обменной реакции:

Отделяют нитрат калия от хлорида натрия , пользуясь их различной растворимостью . Его используют также в производстве тугоплавкого стекла и чёрного пороха.

Метафосфат калия KPO3 — сложное удобрение , содержащее два элемента питания растений — калий и фосфор.

Сульфат калия K2SO4 — получают из природных калийных солей и применяют как удобрение .
Карбонат калия ( или поташ ) K2CO3 — раньше выделяли из золы растений , сейчас получают при пропускании двуокиси углерода через раствор гидроксида калия.

Карбонат калия используют как калийное удобрение.

Другие соединения калия: гидроксид калия, перманганат калия, дихромат калия, уксуснокислый калий.

Статья на тему калий

Похожие страницы:

Калий (Kalium) Ат. вес 39,100. По внешнему виду, а также по физическим и химическим свойствам калий очень похож на натрий.

Соли азотной кислоты это соединения в состав которых входят сами металлы (например натрий, калий, серебро, ихние окислы, гидроксиды и соли).

КАЛИЙ анализ К, Качественная реакция на Калий Дипикриламина аммонийная соль; ауранция C12H8N8O12, ММ 456,24 Красно-коричневые кристаллы (порошок); растворим в воде, нитробензоле. Дипикриламин.

ДЛЯ ЧЕГО КАЛИЙ В РАСТЕНИЯХ Калий содержится во всех растениях. Отсутствие калия приводит растение к гибели. Почти весь калий находится.

Каинит это минерал, сложное вещество, входит в группу каинита, химическая формула KMg[SО4]Cl x 3H2O, электронная формула MgSO4 · KCl ·.

КАЛИЙ И ЗЕМЛЯ Человечество знакомо с калием больше полутора веков. В лекции, прочитанной в Лондоне 20 ноября 1807 г.. Хэмфри.

Понравилась статья поделись ей

Leave a Comment

Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.

Источник: znaesh-kak.com