KALIUM (Kalium) K, elementul chimic 1 (la) al grupului sistemului periodic, se referă la elementele alcaline. Numărul atomic 19, greutatea atomică 39,0983. Se compune din două izotopi stabili de 39 K (93,259%) și 41 K (6,729%), precum și un izotop radioactiv de 40 K cu un timp de înjumătățire plasmatică
10 9 ani. Acest izotop joacă un rol special în natură. proporția sa în amestecul de izotopi este de numai 0,01%, dar este o sursă de substanțial toate conținute în pământ 40 Ar argonul, care este format în dezintegrarea radioactivă a 40 K. In plus, 40 K este prezent în toate organismele vii care pot are o anumită influență asupra dezvoltării lor.
Izotopul 40 K servește pentru a determina vârsta rocilor prin metoda potasiu-argon. Izotopul artificial 42 K cu un timp de înjumătățire de 15,52 ani este folosit ca indicator radioactiv în medicină și biologie.
Grad de oxidare +1.
Compușii de potasiu au fost cunoscuți din cele mai vechi timpuri. Potash - carbonatul de potasiu K2CO3 - a fost izolat de mult din cenușă de lemn.
Potasiul metalic a fost obținut prin electroliza potasiului caustic topit (KOH) în 1807 de către un chimist și fizician englez, Humphry Davy. Numele "potasiu", ales de Davie, reflectă originea acestui element din potasiu. Numele latin al elementului este derivat din numele araba potash-al-kali. În nomenclatorul chimic rus, cuvântul "potasiu" a fost introdus în 1831 de academicianul din Petersburg, Hermann Hess (1802-1850).
Distribuția potasiului în natură și extracția sa industrială.
Au fost formate depozite mari de săruri de potasiu într-o formă relativ pură ca urmare a evaporării vechilor mări. Cele mai importante minerale de potasiu pentru industria chimică sunt sylvit (KCl) și silvinită (sare mixtă de NaCl și KCI). Potasiul se găsește, de asemenea, ca KCl clorură dublă · MgCl2 · 6H2 O (carnalitului) sulfat și K2 Mg2 (SO4) 3 (langbeinitul). Sărurile de potasiu Straturi solide au fost descoperite în Stassfurte (Germania) în 1856. Dintre acestea, 1861-1972, potasă minat comercial.
Apa de mare conține aproximativ 0,06% clorură de potasiu. În unele ape interioare, cum ar fi Lacul Salt Lake sau Marea Moartă, concentrația sa poate ajunge la 1,5%, ceea ce face din punct de vedere economic posibilitatea extragerii elementului. În Iordania, a construit o instalație uriașă capabilă să extragă milioane de tone de săruri de potasiu din Marea Moartă.
Deși sodiul și potasiul sunt distribuite aproape în mod egal în roci, în oceanul de potasiu este de aproximativ 30 de ori mai mic decât sodiul. Acest lucru se datorează, în special, că sarea de potasiu care conține o mai mare cation sunt mai puțin solubile decât sărurile de sodiu și potasiu este mai puternic legat în silicați complecși și aluminosilicați în sol datorită schimbului de ioni în șisturile. În plus, potasiul, care este extras din roci, este mai absorbit de plante. Se estimează că mii de atomi de potasiu eliberate în timpul chimice intemperii, doar două bazine ajunge la mare, și 998 rămân în sol. „Solul absoarbe de potasiu, și se află în ea puterea miraculoasă“ - a scris Academicianul Alexander Fersman (1883-1945).
Potasiul este un element important în viața plantelor, iar dezvoltarea plantelor sălbatice este adesea limitată de disponibilitatea potasiului. Cu o lipsă de potasiu, plantele cresc mai lent, frunzele, mai ales cele vechi, se transformă în galben și maro la margini, tulpina devine subțire și fragilă, iar semințele își pierd germinarea. Fructele unei astfel de plante - aceasta se remarcă mai ales pe fructe - va fi mai puțin dulce decât la plantele care au primit o doză normală de potasiu. Lipsa de potasiu este compensată cu îngrășăminte.
Îngrășămintele cu potasiu sunt principalul tip de produse care conțin potasiu (95%). Mai mult decât atât, se utilizează KCI, care reprezintă mai mult de 90% potasiu utilizat ca îngrășământ.
Caracteristicile unei substanțe simple și a producției industriale de potasiu metalic.
Potasiul - moale, metal alb, argintiu, cu un punct de topire de 63,51 ° C și un punct de fierbere de 761 ° C. Se dă flacăra o caracteristică de culoare roșu-violet, datorită ușurinței de excitație sale electron extern.
Din punct de vedere chimic foarte activ, reacționează ușor cu oxigenul, atunci când este încălzit în aer se aprinde. Principalul produs al acestei reacții este peroxidul de potasiu KO2.
Cu apă și acizi diluați, potasiul reacționează cu explozie și aprindere. Acidul sulfuric se recuperează la hidrogen sulfurat, sulf și dioxid de sulf și la oxizi de azot - azot și N2.
Când este încălzit la 200-350 ° C, potasiul reacționează cu hidrogen pentru a forma hidrură KH. Potasiul metalic se aprinde în atmosfera de fluor, interacționează slab cu clorul lichid, dar explodează la contactul cu bromul și frecarea cu iod. Potasiul reacționează cu căldură și fosfor. Cu grafit la 250-500 ° C, formează compuși stratificați cu compoziția C8K-C60K.
Potasiul se dizolvă în amoniac lichid (35,9 g în 100 ml la -70 ° C) pentru a forma soluții metastabile albastru strălucitor cu proprietăți neobișnuite. Acest fenomen a fost observat mai întâi, probabil, Sir Humphrey Davy în 1808. Soluțiile de potasiu în amoniac lichid au fost studiate pe larg, deoarece acestea au fost obținute în 1863 T.Veylem.
Potasiul nu se dizolvă în litiu lichid, magneziu, cadmiu, zinc, aluminiu și galiu și nu reacționează cu ele. Cu sodiu formează compusul intermetalic KNa2. care se topește cu descompunere la 7 ° C, cu rubidiu de potasiu și cesiu dă soluție solidă cu punctul minim de topire de aproximativ 35 ° C Temperaturi S. Formează mercur un amalgam cuprinzând două merkurida KHg2 KHG și cu puncte de topire de 270 și 180 ° C, respectiv.
Potulul reacționează puternic cu multe oxizi, restabilind-le la substanțe simple. Cu alcooli, se formează alcoolați.
Spre deosebire de sodiu, potasiul nu poate fi obținut prin electroliza topiturii de clorură, deoarece potasiul se dizolvă foarte bine în clorura topită și nu plutește la suprafață. O dificultate suplimentară se creează prin formarea de superoxid care reacționează cu potasiu metalic cu o explozie, astfel încât metoda de producție industrială a metalului de potasiu este de a restabili clorura de potasiu topită cu sodiu metalic la 850 ° C
Refacerea clorurii de potasiu cu sodiu, la prima vedere, contrazice ordinea obișnuită a reactivității (potasiul este mai reactiv decât sodiul). Cu toate acestea, la 850-880 ° C se stabilește echilibrul:
Na (g) + K + (g) Na + (g) + K (g)
Deoarece potasiul este mai volatil, se evaporă mai devreme, schimbă echilibrul și promovează reacția. Decartarea fracționată din coloana ambalată poate produce potasiu de puritate de 99,5%, dar de obicei un amestec de potasiu și sodiu este utilizat pentru transport. Aliajele conținând 15-55% sodiu sunt (la temperatura camerei) lichide, astfel încât acestea sunt mai ușor de transportat.
Uneori, potasiul este redus din clorură prin alte elemente care formează oxizi stabili:
6KCI + 2Al + 4CaO = 3CaCl2 + CaO · Al2O3 + 6K
Metalul de potasiu, a cărui producție este mai dificilă și mai scumpă decât producția de sodiu, este produsă în cantități mult mai mici (producția mondială este de aproximativ 500 de tone pe an). Una dintre cele mai importante aplicații este producția de superoxid KO2 prin arderea directă a metalului.
Potasiul metalic este utilizat ca un catalizator în producția de anumite tipuri de cauciuc sintetic, precum și în practica de laborator. Aliajul de potasiu-sodiu servește ca agent de răcire în reactoarele nucleare. Este, de asemenea, un agent reducător în producția de titan.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: