Калий какие свойства проявляет


Калий

Калий

Атомный номер

19

Внешний вид простого вещества

Серебристо-белый мягкий металл

Свойства атома
Атомная масса
(молярная масса)

39,0983 а. е. м. (г/моль)

Радиус атома

235 пм

Энергия ионизации
(первый электрон)

418,5 (4,34) кДж/моль (эВ)

Электронная конфигурация

[Ar] 4s1

Химические свойства
Ковалентный радиус

203 пм

Радиус иона

133 пм

Электроотрицательность
(по Полингу)

0,82

Электродный потенциал

−2,92 В

Степени окисления

1

Термодинамические свойства простого вещества
Плотность

0,856 г/см³

Молярная теплоёмкость

29,6 Дж/(K·моль)

Теплопроводность

79,0 Вт/(м·K)

Температура плавления

336,8 K

Теплота плавления

102,5 кДж/моль

Температура кипения

1047 K

Теплота испарения

2,33 кДж/моль

Молярный объём

45,3 см³/моль

Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки

кубическая объёмноцентрированная

Параметры решётки

5,332 Å

Отношение c/a
Температура Дебая

100 K

K 19
39,0983
4s1
Калий

Калий — элемент главной подгруппы первой группы, четвёртого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 19. Обозначается символом K (лат. Kalium). Простое вещество калий (CAS-номер: 7440-09-7) — мягкий щелочной металл серебристо-белого цвета. В природе калий встречается только в соединениях с другими элементами, например, в морской воде, а также во многих минералах. Он очень быстро окисляется на воздухе и очень легко вступает в химические реакции, особенно с водой, образуя щёлочь. Во многих отношениях химические свойства калия очень близки к натрию, но с точки зрения биологической функции и использования их клетками живых организмов они все же отличаются. История и происхождение названия калий

Калий (точнее, его соединения) использовался с давних времён. Так, производство поташа (который применялся как моющее средство) существовало уже в XI веке. Золу, образующуюся при сжигании соломы или древесины, обрабатывали водой, а полученный раствор (щёлок) после фильтрования выпаривали. Сухой остаток, помимо карбоната калия, содержал сульфат калия K2SO4, соду и хлорид калия KCl.

В 1807 году английский химик Дэви электролизом твёрдого едкого кали (KOH) выделил калий и назвал его «потассий» (лат. potassium; это название до сих пор употребительно в английском, французском, испанском, португальском и польском языках). В 1809 году Л. В. Гильберт предложил название «калий» (лат. kalium, от араб. аль-кали — поташ). Это название вошло в немецкий язык, оттуда в большинство языков Северной и Восточной Европы (в том числе русский) и «победило» при выборе символа для этого элемента — K.

Присутствие в природе калия

В свободном состоянии не встречается. Калий входит в состав сильвинита KCl·NaCl, карналлита KCl·MgCl2·6H2O, каинита KCl·MgSO4·6H2O, а также присутствует в золе некоторых растений в виде карбоната K2CO3 (поташ). Калий входит в состав всех клеток (см. ниже раздел Биологическая роль).

Калий — получение калия

Калий, как и другие щелочные металлы, получают электролизом расплавленных хлоридов или щелочей. Так как хлориды имеют более высокую температуру плавления (600—650 °C), то чаще проводят электролиз расправленных щелочей с добавкой к ним соды или поташа (до 12 %). При электролизе расплавленных хлоридов на катоде выделяется расплавленный калий, а на аноде — хлор:
K+ + e → K
2Cl − 2e → Cl2

При электролизе щелочей на катоде также выделяется расплавленный калий, а на аноде — кислород:
4OH − 4e → 2H2O + O2

Вода из расплава быстро испаряется. Чтобы калий не взаимодействовал с хлором или кислородом, катод изготовляют из меди и над ним помещают медный цилиндр. Образовавшийся калий в расплавленном виде собирается в цилиндре. Анод изготовляют также в виде цилиндра из никеля (при электролизе щелочей) либо из графита (при электролизе хлоридов).

Физические свойства калия

Калий — серебристое вещество с характерным блеском на свежеобразованной поверхности. Очень лёгок и легкоплавок. Относительно хорошо растворяется в ртути, образуя амальгамы. Будучи внесённым в пламя горелки калий (а также его соединения) окрашивает пламя в характерный розово-фиолетовый цвет.

Химические свойства калия

Калий, как и другие щелочные металлы, проявляет типичные металлические свойства и очень химически активен, легко отдаёт электроны.

Является сильным восстановителем. Он настолько активно соединяется с кислородом, что образуется не оксид, а супероксид калия KO2 (или K2O4). При нагревании в атмосфере водорода образуется гидрид калия KH. Хорошо взаимодействует со всеми неметаллами, образуя галогениды, сульфиды, нитриды, фосфиды и т. д., а также со сложными веществами, такими как вода (реакция проходит со взрывом), различные оксиды и соли. В этом случае они восстанавливают другие металлы до свободного состояния.

Калий хранят под слоем керосина.

Оксиды калия и пероксиды калия

При взаимодействии калия с кислородом воздуха образуется не оксид, а пероксид и супероксид:

Оксид калия может быть получен при нагревании металла до температуры не выше 180 °C в среде, содержащей очень мало кислорода, или при нагревании смеси супероксида калия с металлическим калием:

Оксиды калия обладают ярко выраженными основными свойствами, бурно реагируют с водой, кислотами и кислотными оксидами. Практического значения они не имеют. Пероксиды представляют собой желтовато-белые порошки, которые, хорошо растворяясь в воде, образуют щёлочи и пероксид водорода:

Свойство обменивать углекислый газ на кислород используется в изолирующих противогазах и на подводных лодках. В качестве поглотителя используют эквимолярную смесь супероксида калия и пероксида натрия. Если смесь не эквимолярна, то в случае избытка пероксида натрия поглотится больше газа, чем выделится (при поглощении двух объёмов CO2 выделяется один объём O2), и давление в замкнутом пространстве упадёт, а в случае избытка супероксида калия (при поглощении двух объёмов CO2 выделяется три объёма O2) выделяется больше газа, чем поглотится, и давление повысится.

В случае эквимолярной смеси (Na2O2:K2O4 = 1:1) объёмы поглощаемого и выделяемого газов будут равны (при поглощении четырёх объёмов CO2 выделяется четыре объёма O2).

Пероксиды являются сильными окислителями, поэтому их применяют для отбеливания тканей в текстильной промышленности.

Получают пероксиды прокаливанием металлов на воздухе, освобождённом от углекислого газа.

Гидроксиды калия

Гидроксид калия (или едкое кали) представляет собой твёрдые белые непрозрачные, очень гигроскопичные кристаллы, плавящиеся при температуре 360 °C. Гидроксид калия относится к щелочам. Он хорошо растворяется в воде с выделением большого количества тепла. Растворимость едкого калия при 20 °C в 100 г воды составляет 112 г.

Применение калия

  • Жидкий при комнатной температуре сплав калия и натрия используется в качестве теплоносителя в замкнутых системах, например, в атомных силовых установках на быстрых нейтронах. Кроме того, широко применяются его жидкие сплавы с рубидием и цезием. Сплав состава натрий 12 %, калий 47 %, цезий 41 % обладает рекордно низкой температурой плавления −78 °C.
  • Соединения калия — важнейший биогенный элемент и потому применяются в качестве удобрений.
  • Соли калия широко используются в гальванотехнике, так как, несмотря на относительно высокую стоимость, они часто более растворимы, чем соответствующие соли натрия, и потому обеспечивают интенсивную работу электролитов при повышенной плотности тока.

Важные соединения

 

Фиолетовый цвет пламени ионов калия в пламени горелки
  • Бромид калия — применяется в медицине и как успокаивающее средство для нервной системы.
  • Гидроксид калия (едкое кали) — применяется в щелочных аккумуляторах и при сушке газов.
  • Карбонат калия (поташ) — используется как удобрение, при варке стекла.
  • Хлорид калия (сильвин, «калийная соль») — используется как удобрение.
  • Нитрат калия (калийная селитра) — удобрение, компонент чёрного пороха.
  • Перхлорат и хлорат калия (бертолетова соль) используются в производстве спичек, ракетных порохов, осветительных зарядов, взрывчатых веществ, в гальванотехнике.
  • Дихромат калия (хромпик) — сильный окислитель, используется для приготовления «хромовой смеси» для мытья химической посуды и при обработке кожи (дубление). Также используется для очистки ацетилена на ацетиленовых заводах от аммиака, сероводорода и фосфина.
  • Перманганат калия — сильный окислитель, используется как антисептическое средство в медицине и для лабораторного получения кислорода.
  • Тартрат натрия-калия (сегнетова соль) в качестве пьезоэлектрика.
  • Дигидрофосфат и дидейтерофосфат калия в виде монокристаллов в лазерной технике.
  • Пероксид калия и супероксид калия используются для регенерации воздуха на подводных лодках и в изолирующих противогазах (поглощает углекислый газ с выделением кислорода).
  • Фтороборат калия — важный флюс для пайки сталей и цветных металлов.
  • Цианид калия применяется в гальванотехнике (серебрение, золочение), при добыче золота и при нитроцементации стали.
  • Калий совместно с перекисью калия применяется при термохимическом разложении воды на водород и кислород (калиевый цикл «Газ де Франс», Франция).

Биологическая роль

Калий — важнейший биогенный элемент, особенно в растительном мире. При недостатке калия в почве растения развиваются очень плохо, уменьшается урожай, поэтому около 90 % добываемых солей калия используют в качестве удобрений.

Калий в организме человека

 

Калий содержится большей частью в клетках, до 40 раз больше чем в межклеточном пространстве. В процессе функционирования клеток избыточный калий покидает цитоплазму, поэтому для сохранения концентрации он должен нагнетаться обратно при помощи натрий-калиевого насоса.

 

Калий и натрий между собой функционально связаны и выполняют следующие функции:

  • Создание условий для возникновения мембранного потенциала и мышечных сокращений.
  • Поддержание осмотической концентрации крови.
  • Поддержание кислотно-щелочного баланса.
  • Нормализация водного баланса.
  • Обеспечение мембранного транспорта.
  • Активация различных ферментов.
  • Нормализация ритма сердца.

Рекомендуемая суточная доля калия составляет для детей от 600 до 1700 миллиграмм, для взрослых от 1800 до 5000 миллиграмм. Потребность в калии зависит от общего веса тела, физической активности, физиологического состояния, и климата места проживания. Рвота, продолжительные поносы, обильное потение, использование мочегонных повышают потребность организма в калии.

 

Основными пищевыми источниками являются сушёные абрикосы, дыня, бобы, киви, картофель, авокадо, бананы, брокколи, печень, молоко, ореховое масло, цитрусовые, виноград. Калия достаточно много в рыбе и молочных продуктах.

 

Всасывание происходит в тонком кишечнике. Усвоение калия облегчает витамин В6, затрудняет — алкоголь.

 

При недостатке калия развивается гипокалиемия. Возникают нарушения работы сердечной и скелетной мускулатуры. Продолжительный дефицит калия может быть причиной острой невралгии.

 

При переизбытке калия развивается гиперкалиемия, для которой основным симптомом является язва тонкого кишечника. Настоящая гиперкалиемия может вызвать остановку сердца.

Изотопы

Природный калий состоит из трёх изотопов. Два из них стабильны: 39K (изотопная распространённость 93,258 %) и 41K (6,730 %). Третий изотоп 40K (0,0117 %) является бета-активным с периодом полураспада 1,251×109 лет. В каждом грамме природного калия в секунду распадается в среднем 32 ядра 40K, благодаря чему, например, в организме человека весом 70 кг ежесекундно происходит около 4000 радиоактивных распадов. 40K считается одним из основных источников геотермальной энергии, выделяемой в недрах Земли (мощность оценивается в 44 ТВт). В минералах, содержащих калий, постепенно накапливается 40Ar, один из продуктов распада калия-40, что позволяет измерять возраст горных пород; калий-аргоновый метод является одним из основных методов ядерной геохронологии.

Дополнительная информация

Соединения калия
Щелочные металлы
Натрий, по химическим свойствам очень схожий с калием

Симптомы дефицита калия: запор может быть признаком состояния.

Дефицит калия может возникнуть, если человеку не хватает продуктов, богатых калием в своем рационе. По словам доктора Эндрю Торнбера, главного врача Now Patient, калий играет ключевую роль во многих процессах в организме, и одна из важных частей тела, на которые он может влиять, - это испражнения. Он сказал: «Калий важен для опорожнения кишечника, поэтому, если вам не хватает калия в вашем рационе, толстая кишка не будет так сильно двигаться, что может привести к запорам или другим проблемам с кишечником.Доктор Торнбер перечисляет ряд других симптомов дефицита калия, на которые следует обратить внимание.

К ним относятся:

  • Слабость и утомляемость
  • Учащенное сердцебиение
  • Мышечные судороги, мышечные боли и жесткость
  • Покалывание и онемение
  • Проблемы с дыханием
  • Пищеварительные симптомы 9007

    3 9000 9000 Изменения настроения калий так важен?

    Калий является одним из основных электролитов (минералов в жидкостях организма) в вашем теле, и электролиты важны для общего здоровья вашего тела, - сказал доктор Торнбер.

    Он объяснил: «Если вы не потребляете достаточно калия, ваши мышцы могут не работать должным образом.

    «Это может повлиять и на ваше сердце, которое является одной из самых важных мышц вашего тела и нуждается в калий для поддержания мышечной функции и в целом здорового сердца.

    «Калий в целом поддерживает правильное функционирование вашего сердца, нервов, мышц, пищеварительной системы и почек».

    Большая часть калия в организме находится в клетках, и только 2 процента калия находится в кровотоке.

    По словам доктора Торнбера, любое колебание уровня калия может серьезно повлиять на ваше здоровье.

    Согласно правительственным рекомендациям по питанию взрослым (от 19 до 64 лет) необходимо 3 500 мг калия в день.

    Итак, что вы можете сделать, чтобы получить достаточно калия?

    Доктор Торнбер посоветовал: «Убедитесь, что вы едите богатую пищу, богатую калием, чтобы такие вещи, как картофель (всех видов), бобы, листовая зелень, апельсиновый сок, молочные продукты, бананы, манго, изюм и киви были забиты им.”

    Стоит ли принимать добавки калия?

    Если вы знаете, что не получаете достаточного количества калия в своем ежедневном рационе, вам следует подумать о добавках, - сказал доктор Торнбер.

    Он добавил: «Большинство поливитаминов содержат калий.

    «Если вы чувствуете, что вам не хватает еды каждый день, возможно, стоит поговорить со своим фармацевтом».

    Однако есть риск получить слишком много калия.

    Доктор Торнбер предупредил: «Если вы потребляете слишком много калия, может появиться избыток калия в крови, и организм сможет избавиться от отходов из почек.

    «Это может быть опасно».

    Белок - еще одно важное питательное вещество для организма, но прием слишком большого количества может вызвать определенные симптомы.

    .

    Симптомы дефицита калия: предотвратите эти девять признаков с помощью диеты или добавок.

    Дефицит калия, также известный как гипокалиемия, может считаться серьезным заболеванием, поскольку минерал необходим для нормальной работы сердца, доброты и других органов. Низкие уровни могут увеличить риск высокого кровяного давления, инсульта, артрита и расстройств пищеварения.

    Большинство людей, которые придерживаются здоровой диеты, должны получать достаточное количество калия естественным путем, поэтому людям с низким содержанием калия могут быть рекомендованы улучшенные диеты, а также прием добавок калия.

    Симптомы дефицита калия обычно легкие, а временами могут быть нечеткими, но может быть более одного симптома, затрагивающего желудочно-кишечный тракт, почки, сердце и нервы.

    Согласно Boots WebMD, есть девять признаков, указывающих на то, что у вас мало минералов.

    Первый - это слабость, утомляемость и судороги в мышцах рук или ног, иногда достаточно серьезные, чтобы вызвать неспособность двигать руками или ногами из-за слабости (как паралич).

    Другие перечисленные симптомы включают: покалывание или онемение, тошноту или рвоту, спазмы и вздутие живота, запор, учащенное сердцебиение, выделение большого количества мочи или большую часть времени чувство сильной жажды, обмороки из-за низкого кровяного давления и ненормальное психологическое поведение. , например, бред и спутанность сознания.

    Калий важен для эффективной работы мышц человека, в том числе сердца. Это также помогает регулировать кровяное давление.

    Обезвоживание, диарея, чрезмерное потоотделение и злоупотребление слабительными - частые причины низкого уровня калия.

    В редких случаях это может быть связано с неправильным питанием. Фрукты, особенно бананы, овощи, бобовые, орехи и семена, молоко, рыба, говядина и курица - все это хорошие источники калия.

    Диетолог Сара Флауэр сказала, что некоторые испытания показали, что добавление калия может помочь сбалансировать артериальное давление, но она бы избегала самостоятельного назначения добавок с высоким содержанием калия, поскольку это может быть чрезвычайно опасно.

    Она добавила: «Я бы порекомендовала использовать добавки с низкой дозировкой, которые содержат в среднем 200 мг калия, например калиевые соли Power Health, New Era 6.

    Если у вас есть симптомы низкого уровня калия, вам следует обратиться к врачу.

    Если у вас мышечные судороги, слабость, учащенное сердцебиение или слабость, и вы принимаете мочегонное средство, обратитесь за неотложной медицинской помощью.

    Нормальный уровень калия составляет 3,5-5,0 ммоль / л (миллимоль на литр).

    Низкий уровень калия определяется как уровень калия ниже 3.5 ммоль / л.

    Витамин B12 также важен для многих процессов в организме, но если его не хватает, организм не вырабатывает столько красных кровяных телец, они будут аномально большими и не сохранятся так долго, как должны.

    Если у вас недостаточно эритроцитов, ваши ткани и органы могут не получать достаточно кислорода, что может привести к симптомам анемии.

    По словам Бупа, вашему организму может не хватать витамина B12, если продукты, которые вы едите, не содержат достаточно витамина B12 - распространенная проблема для вегетарианцев и веганов - или ваше тело не может усвоить витамин - иммунное состояние, называемое злокачественной анемией, может причина этого.

    Итак, каковы симптомы дефицитной витаминной анемии B12?

    У вас тоже может быть дефицит витамина D?

    .

    Что это такое и как они работают?

    Вашему организму нужен калий для здорового функционирования клеток, нервов и мышц. Этот важный минерал содержится в различных продуктах питания, включая фрукты, овощи, мясо, рыбу и бобы. По данным Национального института здоровья, здоровым взрослым людям необходимо около 4700 миллиграммов (мг) калия в день.

    Большинство из нас не получают достаточно калия с пищей. Но слишком большое количество калия может вызвать потенциально опасное состояние, известное как гиперкалиемия.

    Это состояние чаще встречается у людей с определенными хроническими заболеваниями. Это также связано с приемом определенных лекарств или добавок калия вместе с диетой с высоким содержанием калия.

    Диета с низким содержанием калия, рекомендованная врачом, может помочь снизить уровень калия. Ваш врач может также прописать лекарство, называемое связующим калием, если изменений в диете недостаточно.

    Связывающие калий препараты - это препараты, которые связывают избыток калия в кишечнике. Затем этот избыток калия выводится из организма через стул.

    Эти лекарства часто выпускаются в виде порошка, который вы смешиваете с водой и пьете во время еды. Иногда их принимают ректально с помощью клизмы.

    Существуют различные типы связующих для калия, изготовленные из разных ингредиентов. Важно внимательно следовать инструкциям по применению лекарств. Всегда принимайте средство, связывающее калий, за 6 часов до или после приема любых других лекарств.

    Ваш врач, скорее всего, порекомендует другие меры, которые помогут контролировать уровень калия. К ним могут относиться:

    • соблюдение диеты с низким содержанием калия
    • уменьшение или корректировка дозировки любого лекарства, которое заставляет ваше тело удерживать калий
    • назначение диуретика для увеличения диуреза и выведения излишка калия
    • диализ

    Существует несколько типов связующих калия, которые может прописать врач:

    • полистиролсульфонат натрия (SPS)
    • полистиролсульфонат кальция (CPS)
    • патимер (Veltassa)
    • циклосиликат циркония натрия (ZS-9, Lokelma)

    Патиромер и ZS-9 - новые типы связующих калия.Их можно безопасно принимать вместе с лекарствами, которые часто назначают от болезней сердца, которые могут увеличить риск гиперкалиемии.

    Как и любые другие лекарства, связывающие калий вещества могут вызывать побочные эффекты. Общие побочные эффекты связующего калия включают:

    • запор
    • диарея
    • рвота
    • тошнота
    • метеоризм
    • расстройство желудка
    • боль в животе
    • изжога

    Эти препараты также могут повлиять на уровень кальция и магния.Поговорите со своим врачом о возможных побочных эффектах.

    Умеренное количество калия поддерживает работу клеток в организме и работу электрического сигнала в сердце. Но больше не всегда лучше.

    Почки фильтруют избыток калия в организме и выделяют его с мочой. Потребление большего количества калия, чем могут обработать почки, может привести к гиперкалиемии или высокому уровню калия в крови. Это состояние мешает передаче электрических сигналов в сердце.

    Многие люди с гиперкалиемией практически не замечают симптомов.Другие могут испытывать онемение или покалывание, мышечную слабость и медленный или нерегулярный пульс. Гиперкалиемия в конечном итоге может вызвать нерегулярное сердцебиение и привести к серьезным осложнениям и смерти, если ее не лечить.

    Вы можете подвергаться более высокому риску гиперкалиемии, если у вас:

    • хроническая болезнь почек
    • диабет 1 типа
    • застойная сердечная недостаточность
    • болезнь печени
    • недостаточность надпочечников (когда надпочечники не вырабатывают достаточно гормонов)

    Возможно развитие гиперкалиемии, если вы комбинируете калиевые добавки с диетой с высоким содержанием калия.Состояние также связано с приемом таких лекарств, как ингибиторы АПФ и бета-блокаторы.

    Ваш врач порекомендует лечение, чтобы поднять уровень калия в крови в пределах здорового диапазона, обычно от 3,5 до 5,0 миллимолей на литр (ммоль / л).

    Внезапно повышенный уровень калия может вызвать учащенное сердцебиение, одышку, боль в груди, тошноту или рвоту. Немедленно обратитесь к врачу, если вы испытываете эти симптомы, поскольку они могут быть опасными для жизни.

    Калий - незаменимый минерал, который нам необходим в нашем рационе.Но прием слишком большого количества может привести к скоплению калия в крови, известному как гиперкалиемия. Это состояние чаще встречается, если у вас есть определенные хронические заболевания или вы принимаете определенные лекарства.

    Гиперкалиемия может привести к опасным для жизни осложнениям. У многих людей нет симптомов гиперкалиемии, поэтому поговорите со своим врачом, если вы подвержены более высокому риску заболевания.

    Гиперкалиемия тоже хорошо поддается лечению. Ваш врач может порекомендовать использовать связывающее вещество калия в сочетании с диетой с низким содержанием калия, чтобы поддерживать уровень калия в здоровом диапазоне.

    .

    Какая электронная конфигурация калия?

    Химия
    Наука
    • Анатомия и физиология
    • астрономия
    • астрофизика
    • Биология
    • Химия
    • наука о планете Земля
    • Наука об окружающей среде
    • Органическая химия
    • физика
    математический
    • Алгебра
    • Исчисление
    • Геометрия
    • Prealgebra
    • тригонометрия и алгебра
    • Статистика
    • тригонометрия
    гуманитарные науки
    .

    Смотрите также