Где встречается калий

Калий (краткая характеристика)
Общая характеристика калия
Аналитическая характеристика калия
Нахождение в природе
Физические свойства
Химические свойства и получение
Соединения калия
Электролиз раствора хлорида калия
Применение
10.Калийные удобрения
11.Сложные калийные удобрения
12. Сноски
13. Список литературы

Работа содержит 1 файл

Северский государственный технологический институт

Кафедра ХиТМСЭ

Калий: в каких продуктах содержится?

РЕФЕРАТ

По химии элементов на тему:

«Калий. Нахождение в природе. Его свойства и применение».

ИРХ 250900. 430. 00. 000 ПЗ

Преподаватель:

Студентка гр. Д-043:

Нурмухаметова Т. В.

Северск – 2004

Содержание:

1. Калий (краткая характеристика)
2. Общая характеристика калия
3. Аналитическая характеристика калия
4. Нахождение в природе
5. Физические свойства
6. Химические свойства и получение
7. Соединения калия
8. Электролиз раствора хлорида калия
9. Применение

11.Сложные калийные удобрения

13. Список литературы

Калий (краткая характеристика)

КАЛИЙ (Kalium). «К» химический элемент I группы периодической системы, атомный номер 19, атомная масса 39,0983, относится к щелочным металлам. Название от арабского «аль-кали» — поташ (давно известное соединение калия, добывающееся из древесной золы). Серебристо-белый металл, мягкий, легкоплавкий; плотность 0,8629 г/см 3 , температура плавления 63,51 °С.

Быстро окисляется на воздухе, с водой реагирует со взрывом. По распространенности в земной коре занимает 7-е место (минералы: сильвин, каинит, карналлит и другие). Входит в состав тканей растительных и животных организмов. Около 90% добываемых солей используется как удобрения. Сам металл применяют в химических источниках тока, как геттер в электронных лампах, для получения надпероксида KO2; сплавы K с Na — теплоносители в ядерных реакторах.

Общая характеристика калия

Калий – щелочной металл главной подгруппы первой группы. Название «щелочной» связано с тем, что гидроксид калия КОН издавна был известен под названием щёлочи. Из этой щёлочи, подвергая её в расплавленном состоянии электролизу, Г. Дэви в 1807 году впервые получил свободный калий.

Во внешнем электронном слое атом калия имеет 1 электрон. Во втором снаружи электронном слое – 8 электронов. Имея на внешнем электронном слое 1 электрон, находящийся на сравнительно большом удалении от ядра, атом калия легко отдаёт этот электрон, то есть характеризуется низкой энергией ионизацией. Образующийся при этом однозарядный положительный ион имеет устойчивую электронную структуру соответствующего идеального газа (Ar – аргон). Лёгкость отдачи внешнего электрона характеризует калий как наиболее типичный представитель металлов: металлические свойства у щелочного металла выражены особенно резко.

Калий от гипертонии, инсульта, остеопороза, камней в почках и диабета.

Аналитическая характеристика калия

Для аналитической характеристики калия важно отметить следующие его особенности. Подавляющее большинство солей калия отличается очень хорошей растворимостью в воде. Даже наименее растворимые соли, в виде которых калий осаждают при количественном и качественном определении, характеризуются растворимостью порядка 10 -2 – 10 -3 моль/л, и только отдельные соли калия в отличие от соответствующих солей натрия и лития плохо растворимы в спиртах, ацетоне и некоторых других органических растворителях. Это обстоятельство используется для повышения чувствительности ряда реакций на калий и его отделения от других элементов.

Значительная часть методов определения калия основана на его предварительном выделении в виде соли, мало растворимой в воде или в смесях воды с органическим растворителем.

Поэтому в аналитической химии калия очень видное место занимают гравиметрические методы или методы, основанные на предварительном осаждении калия.

Непостоянство состава малорастворимых соединений калия создаёт дополнительные трудности при количественных определениях. Состав малорастворимых солей калия нередко зависит от условий осаждения. Неопределённость состава приводит к необходимости пользоваться эмпирическими факторами при вычислении количественного определения калия.

Аналитические свойства ионов калия во многих отношениях близки к свойствам ионов аммония, рубидия, цезия и одновалентного таллия. Вследствие ненадёжности количественного отделения калия от натрия получили распространение косвенные методы определения калия (и натрия), не отличающиеся, однако, высокой точностью.

Ион калия бесцветен, он не даёт цветных реакций. Некоторые цветные реакции являются реакциями на анион его малорастворимой соли.

В своих соединениях калий только одновалентен, ионы калия не вступают в окислительно-восстановительные реакции. Оксидиметрические методы количественного определения основаны на окислительно-восстановительной способности анионов малорастворимых солей калия.

Калий образует очень мало комплексных соединений; они отличаются незначительной стабильностью и поэтому не находят применения в аналитической химии этого элемента. В отличие от натрия и лития калий не образует комплексного соединения с этилендиаминтетрауксусной кислотой [ ].

В последнее время для количественного калия значительную роль приобрели физические методы, основанные на использовании естественной радиоактивности и способности окрашивать бесцветное пламя.

Нахождение в природе

Для калия наиболее характерны соединения с преимущественно ионным типом связи. Вследствие незначительного поляризующего действия иона, комплексообразование для К + нехарактерно: даже кристаллогидраты для него почти не известны.

Наиболее важными минералами калия являются:

Сильвин KCl

Сильвинит NaCl . KCl

Карналлит KCl . MgCl2 . 6H2O

Каинит KCl . MgSO4 . 3H2O

Физические свойства калия

Н 0 возг 298, кдж / г-ат	90, 4
Т. плавления , 0 С	63
Т. кипения , 0 С	776
Е 0 298 К + +е — = К ,в	-22, 92

Плотность, г / см 3	0, 85
Твёрдость (алмаз 10)	0, 5
S 0 298, дж / г-ат . град	64, 2
Теплоёмкость (Н2О)	0, 17
Теплопроводность	14

Калий – блестящий серебристо-белый металл с объёмно-центрированной кристаллической решёткой.

Плотность калия невелика, температуры плавления невысокие. Металл очень мягкий, легко режется ножом.

Химические свойства калия и получение

Калий принадлежит к числу наиболее активных в химическом отношении элементам. Его высокая химическая активность обусловлена в первую очередь низкими значениями энергии ионизации его атома – лёгкостью отдачи им валентных электронов.

Калий энергично соединяется с кислородом. На воздухе при небольшом нагревании загорается, образуя пероксидное соединение КО2.

Не менее энергично, чем с кислородом, взаимодействует с галогенами, особенно с хлором и фтором.

В ряду напряжения металлов К стоит далеко впереди водорода и вытесняют водород из воды; при этом образуется сильное основание:

Легко отдавая при химических реакциях свои валентные электроны, калий является самым энергичным восстановителем. Его восстановительная способность настолько велика, что он может восстанавливать даже атомы водорода, превращая их в отрицательно заряженные ионы Н — . Так, при нагревании калия в струе водорода получается его гидрид:

Гидрид калия имеет ионное строение. Калий входит в его состав в виде катиона, а водород – в виде аниона.

Большинство солей калия хорошо растворимы в воде. Мало растворимы КclO4, K2[PtCl6].

Если внести в пламя газовой горелки соль калия, то она разлагается, и пары освободившегося метала окрашивают пламя в характерный для калия фиолетовый цвет.

Получают калий восстановлением из расплавов КОН или КСl натрием.

Соединения калия

Производные калия являются преимущественно солями и солеподобными соединениями.

Кристаллы соединений характеризуются высокими координационными числами (рис.1).

Калий при сгорании образует надпероксид КО2 (рис.2). Косвенным путём можно получить также пероксид К2О2.

Перекиси и надперекиси – сильные окислители. Водой, а тем более разбавленными кислотами они лигко разлагаются:

Ещё более сильным окислителем является озонид КО3. Он образуется при действии озона на твёрдый гидроксид:

При хранении озонид постепенно разлагается уже в обычных условиях:

а в воде – бурно выделяя кислород:

Персульфид калия может быть получен кипячением сульфидов с избытком серы (или при сплавлении сухих сульфидов с серой). Для калия выделены и изучены все члены ряда Э2Sn, вплоть до n=6.

Термическая устойчивость галогеногалогенатов одного и того же элемента определяется природой комплексных анионов. Наиболее термически устойчивы дииодоиодаты и дибромоиодаты.

Источник: www.stud24.ru

Калий

Калий – химический элемент, играющий большую роль в жизни растений. По степени необходимости стоит в одном ряду с азотом и фосфором. Распространен в природе достаточно широко. Встречается только в виде соединений. Является действующим веществом сырых калийных солей и концентрированных калийных удобрений.

Применяется под все сельскохозяйственные культуры в качестве основного, припосевного удобрения и подкормки.

Показать все

• Физические и химические свойства
• Содержание в природе
• Формы доступности калия в почве
• Содержание калия в различных типах почв
• Осадочные горные породы
• Тяжелые глинистые почвы
• Суглинистые почвы
• Бедные песчаные почвы
• Дерново-подзолистые почвы
• Роль в растении
• Биохимические функции
• Ткани и органеллы растений, содержащие калий
• Элемент молодости
• Физиологические функции
• Недостаток (дефицит) калия в растениях
• Избыток калия
• Содержание калия в различных соединениях
• Калийсодержащие минералы промышленного значения
• Калийные удобрения
• Сырые калийные соли
• Сильвинит
• Каинит
• Концентрированные калийные удобрения
• Хлористый калий, хлорид калия, КО
• 40%-ная калийная соль
• Сульфат калия
• Калимагнезия, сульфат калия-магния (шенит
• Калимаг, калийно-магнезиальный концентрат
• Хлоркалий электролит
• Цементная пыль
• Печная зола
• Свежий навоз на соломенной подстилке
• Способы применения
• Применение калийных удобрений, в зависимости от типа почвы
• Взаимодействие с другими удобрениями
• Способы внесения
• Эффект от применения калийных удобрений

Когда-то зола была весьма ценным химическим продуктом, потому что из нее люди получали первое в мире моющее средство, нагревая ее в воде и получая при этом мылкий раствор, используемый при стирке и в других целях. Такая «особая» зола, образующаяся только при сжигании древесины, камыша, соломы или папоротника, даже имела свое название – поташ, или кали. Она содержала карбонат калия, который и придавал ей ценные свойства.

В нашей стране еще в XIвеке производство поташа было довольно совершенным. Люди использовали уже не обыкновенную золу, а выпаренный раствор, образующийся при ее кипячении. Перед выпариванием его фильтровали для отделения частиц чистого угля и других примесей. В результате формировались ломкие кусочки серого цвета, состоящие из карбоната, сульфата, хлорида калия и соды. Несмотря на свою невзрачность, этот результат химических превращений всегда был в ходу и продавался за немалую цену, так как аналогов ему тогда не существовало.

Долгое время люди не догадывались, что основным компонентом средневекового «мыла» был новый химический элемент. И только в 1807 году Гемфри Дэви, проведя электролиз щелочи КОН, выделил из нее металлический калий. Его отнесли к группе щелочных, или, как их еще называли, «яростных» металлов, отличающихся высокой химической активностью. Позже калий был обнаружен и в составе других веществ, а также послужил основой для получения множества соединений, ныне повсеместно используемых человеком. Например, он является составляющей жидкого мыла, которое не идет ни в какое сравнение со средством, используемым несколько веков назад. [5]

Калий

Физические и химические свойства

Калий (Kalium), K – химический элемент главной подгруппы I группы периодической системы Менделеева. Атомный номер – 19. Атомная масса – 39,10.

Калий – типичный щелочной металл серебристо-белого цвета. Он быстро окисляется на воздухе и бурно реагирует с водой, загорается при небольшом нагревании. Реакция с водой сопровождается выделением водорода. Энергично взаимодействует с галогенами, особенно с хлором и фтором.

• Температура плавления – 63,5°C,
• Температура кипения – 771°C,
• Плотность – 0,86 г/см 3 . [2]

Калий принадлежит к распространенным элементам. Металл входит в состав различных минералов и горных пород силикатного типа. В верхних слоях мощных отложений каменной соли иногда содержатся значительные количества калия, преимущественно в виде хлоридов или двойных солей с магнием и натрием. Однако же большие скопления солей калия промышленного значения встречаются редко. В воде многих озер содержится сода. [2]

Формы доступности калия в почве

Запасы калия там гораздо больше, чем запасы азота и фосфора. Содержание валового калия колеблется от 0,5 до 4 % и зависит от гранулометрического состава почв. Чем больше глинистых частиц в почве, тем больше в ней калийных соединений.

По степени подвижности, а значит, и доступности растениям соединения калия подразделяют на:

Формы калия в почве не постоянны и могут переходить друг в друга. [1]

Источник: www.pesticidy.ru

Калий (К)

Элементарный калий производится из хлорида калия, но имеет мало применений из-за его реакционной способности. Используется в сплавах и для органического синтеза.

Некоторые соединения калия, особенно нитрат калия, широко используются в качестве удобрений. Для этой цели используется 95% произведенного калия. Для этой цели также популярны калийные соли, смеси с соединениями магния и кальция. Калий используется при производстве стекла, потому что он делает его более прочным и устойчивым к царапинам.

Другие соединения калия используются в производстве жидкого мыла и моющих средств, добавляются в лекарства или настои, используются в фотографии или при дублении кожи. Практически во всех случаях причиной их функционирования является связанный анион, а не ион калия. Это также относится к использованию хлората калия для спичечных головок и фейерверков и нитрата калия для пороха. Квасцы калия являются основой для бумажного клея и служат наполнителем для синтетического каучука.

Также интересно, что соединения калия являются одними из химикатов с самой основной реакцией, что особенно верно для его гидроксида, нитрата, карбоната, хлорита, хлората и бромида.

Гидроксид калия содержится в детергентах, смягчителях воды, мягком мыле, системах десульфуризации нефти и абсорбентах диоксида углерода.

Другими примерами использования соединений калия являются йодат калия, который ранее использовался для измерения окисляемости образцов сточных вод, дихромат калия, который используется для измерения окисляемости органических веществ в биологических процессах почвы и сточных вод, или дицианоаурат калия — чрезвычайно токсичное водорастворимое соединение золота, которое используется для технического золотого покрытия.

Исключительное применение — увеличение количества осадков в засушливых регионах с помощью хлорида калия, который с самолетов переносится немного ниже высоты облаков, поднимается вверх и вызывает удвоение количества осадков.

Влияние калия на здоровье

Калий является важным элементом для человека. Общее количество калия в организме человека составляет около 110-140 г и зависит от процентного соотношения мышц. В то время как его аналог натрий находится во внутриклеточной жидкости, калий находится в клетках. Там он помогает поддерживать осмотический баланс. Соотношение калия между клеткой и плазмой составляет 27:1 и регулируется с помощью натрий-калиевых насосов в мембранах.

Функции, которые выполняет калий, включают его роль в раздражении нервной системы, мышечных сокращениях, регулировании кровяного давления и растворении белков. Он защищает сердце и кровеносные сосуды и может предотвратить сердечную аритмию.

Дефицит калия встречается редко, приводит к депрессии, мышечной слабости, поражению сердечной мышцы и спутанности сознания. Потеря калия может быть результатом хронической диареи или заболевания почек, поскольку почки регулируют баланс калия в организме.

Карбонат калия смертелен для взрослых в дозе около 15 г., а смертельная доза цианида калия составляет всего около 50 мг. Дихромат калия смертелен от 6-8 г, а 30 г нитрата калия приводят к тяжелому отравлению, которое может быть смертельным. Из-за сильного едкого действия гидроксид калия также может привести к смерти.

Калий содержится в овощах, фруктах, картофеле, мясе, хлебе, молоке и орехах.

Воздействие калия на окружающую среду

Вместе с азотом и фосфором калий является одним из важнейших минералов для растений. Его присутствие имеет первостепенное значение для роста растений и питания животных. Его основная функция для растений — поддерживать осмотическое давление и размер клеток. Это влияет на фотосинтез и выработку энергии, а также на поступление углекислого газа и снабжение питательными веществами.

Калий и вода

В морской воде содержится около 400 частей на миллион калия. Однако он имеет тенденцию оседать в морских отложениях. С другой стороны, реки обычно содержат всего около 2–3 частей на миллион. Одна из причин этого заключается в том, что он встречается в океанических базальтах в концентрациях около 2000 ppm. Гранит, богатый кальцием, содержит 2,5% калия.

В растворенном состоянии элемент почти всегда находится в форме K+ (водн.).

Как и в каких соединениях калий реагирует с водой?

Калий очень бурно реагирует с водой, образуя бесцветный щелочной раствор гидроксида калия и газообразный водород.

Реакция экзотермическая, калий становится настолько горячим, что загорается и горит фиолетовым пламенем, а выделяющийся водород воспламеняется. Калий реагирует с водой медленнее, чем рубидий, который находится ниже его в периодической таблице, но быстрее, чем натрий.

Растворимость калия и / или его соединений в воде

Калий не растворяется в воде, но бурно реагирует с ней. С другой стороны, соединения калия могут быть растворимыми в воде. Примерами являются дихромат калия с растворимостью в воде 115 г / л, перманганат калия с 76 г / л, йодат калия с 92 г / л и йодид калия 1480 г / л.

Как калий может попасть в воду?

Калий содержится в различных минералах, из которых он может выделяться в результате процессов выветривания. Примерами этого являются ортоклаз и микроклин полевого шпата, которые, однако, не имеют большого значения для производства соединений калия. Минералы глины также содержат калий. Помимо прочего, он естественным образом попадает в океанические воды.

Какие экологические проблемы может вызвать загрязнение воды калием?

Калий является важным элементом почти для всех живых существ, за исключением нескольких бактерий.

Рост дикорастущих растений часто зависит от наличия калия. Возникающий из мертвых растений и экскрементов животных, он связывается с глинистыми минералами в почве и поэтому может легко реабсорбироваться корнями растений. Содержание калия в растениях в среднем составляет около 2% от сухого вещества, с отдельными значениями в пределах 0,1-6,8%.

Калий считается немного опасным для воды и поэтому отнесен ко 2-му классу. Однако из-за его высокой мобильности и низкого потенциала трансформации ему приписывается высокий потенциал распространения. Токсичность соединений калия на самом деле всегда связана с другим компонентом соединения, таким как цианид калия.

Один из трех природных изотопов калия (40 K) радиоактивен. Считается, что он вызывает модификации генов у растений и животных. Однако из-за своего естественного происхождения он не отнесен к какому-либо классу радиотоксичности.

Источник: snab365.ru