Символ химического элемента калия


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

Фактов о калии, Символ, Открытие, Свойства, Использование

Что такое калий

Калий (произношение poh-TASS-ee-em [2] ), представленный химическим символом или формулой K [1] , является мягким элементом, принадлежащим к семейству щелочных металлов [3] , который может легко режется [11] . Встречающийся в природе K представляет собой смесь 3 изотопов с массовыми числами 39, 40 и 41 [1, 3] . Кроме того, он содержит 20 синтетических радиоактивных изотопов с известным периодом полураспада [3] .Хотя у него блестящая поверхность, он легко тускнеет из-за реакции с влагой и кислородом. Быстро реагирует с водой, галогенами, кислотами и основаниями [11] .

Символ калия

Где это находится

Являясь седьмым по содержанию элементом в земной коре, он составляет 2,4% от ее массы. В основном минералы калия находятся в магматических породах. Однако содержащийся в них калий трудно извлечь. Другие минералы, такие как сильвинит, сильвит и карналит, которые находятся в отложениях, образованных испарением старых озер и морей, легче переносят этот элемент.Океаны - важный источник солей калия. Около 35 миллионов тонн его ежегодно добывается при добыче [1] .

Калий нужен для жизни. Ионы калия, содержащиеся во всех клетках, помогают поддерживать баланс жидкости и электролитов. Для человека средняя дневная норма калия составляет до 7 граммов. К продуктам, богатым калием, относятся картофель, помидоры, брокколи, орехи, изюм, сардины, шоколад и т. Д. [1] . Банан, авокадо и огурец - это фрукты с высоким содержанием K [8] .Наши почки удаляют избыток калия из нашего организма, производя мочу [10] .

Калий металлический

История

Происхождение названия: Название происходит от английского слова «поташ». Происхождение его химического символа - латинское слово, обозначающее щелочь, «калий» [1, 2] .

Кто это открыл: Английский химик, сэр Хэмфри Дэви [1, 3] .

Когда был обнаружен калий: Год его открытия 1807 [1] .

Как это было обнаружено

Хотя соли калия использовались человечеством на протяжении веков, их восстановление до этого элемента ускользнуло от ранних химиков, и французский химик Антуан Лавуазье классифицировал его как «землю». В 1807 году Дэви пропустил электрический ток через влажный калий и наблюдал образование глобул нового металла, который представлял собой не что иное, как калий. Он обнаружил, что когда их бросали в воду, они скользили по горящей поверхности лавандовым пламенем [1] .

Продукты с высоким содержанием калия

Идентификация калия

Атомный номер 19 [1]
Номер CAS 7440-09-7 [1]
Позиция в таблице Менделеева Группа Период Блок
1 [1] 4 [1] с [1]

Расположение калия в Периодической таблице

Свойства и характеристики калия

Общая недвижимость

Атомная масса 39.098 атомных единиц массы [1]
Атомный вес 39,098 [1]
Массовое число 39 [3]
Молярная масса / молекулярная масса 39,098 г / моль [1]

Физические свойства

Цвет / внешний вид Серебристо-белый [3]
Глянец Серебристый [12]
Точка плавления / замерзания 63.5 ° C, 146,3 ° F [1]
Температура кипения 759 ° C, 1398 ° F [1]
Плотность 0,89 г см -3 [1]
Состояние вещества при комнатной температуре (нормальная фаза) Цельный [1]
Электропроводность 1,4 X 10 7 См / м [13]
Твердость (шкала Мооса) 0.4 [13]
Ковкость Высокая [14]

Химические свойства

Степени окисления / ионный заряд 1 [1]
Воспламеняемость Есть [11]

Магнитные свойства

Магнитный заказ Парамагнитный [13]

Атомные данные калия (элемент 19)

Валентные электроны 1 [4]
Валентность +1 [6]
Квантовые числа
- н 4 [4]
- 0 [4]
- м 0 [4]
- м с + ½ [4]
Электронная конфигурация (конфигурация благородного газа) [Ar] 4s 1 [1]
Кристаллическая структура Объемно-центрированная кубическая [5]
Атомная структура
- Количество электронов 19 [3]
- Количество нейтронов 20 [3]
- Количество протонов 19 [3]
Уровни энергии [3]
- Первый уровень энергии 2
- Второй уровень энергии 8
- Третий уровень энергии 8
- Четвертый уровень энергии 1
Радиус атома
- Атомный радиус 2.75 Å [1]
- Ковалентный радиус 2,00 Å [1]
Электроотрицательность (шкала Полинга) 0,82 [1]
Энергия ионизации

(кДжмоль -1 ) [1]

1-й 2-я 3-й 4-я 5-й 6-я 7-я 8-й
418.81 3051,83 4419.607 5876.92 7975,48 9590,6 11342,82 14943,65

Конфигурация электрона калия (модель Бора)

Калиевая точка Льюиса (электронная точка) Структура

Использование калия

  1. Соединения калия имеют большое значение в качестве удобрений. Клетки растений, особенно богатые калием, извлекают его из почвы [1] .
  2. Карбонат калия используется в производстве стекла [1] .
  3. Гидроксид калия находит применение в производстве жидкого и моющего мыла [1] .
  4. В капельницах и фармацевтических препаратах широко используется хлорид калия [1] .

Изображение калия

Это опасно

Калий-40, хотя и является умеренно радиоактивным, может естественным образом вызывать генетические мутации у человека. [1] . Избыток калия в крови может привести к остановке сердца и даже смерти [7] .Дефицит калия может вызывать усталость, мышечные спазмы, спазмы, тошноту и т. Д. [9] .

Изображение калия

Интересные факты

  • Калий - первый металл, полученный электролизом [3] .

Калий (элемент K) Стоимость

Чистый металл продается по цене 100 долларов за каждые 100 граммов, а оптом - 65 долларов. [3] .

Список литературы

  1. http: // www.rsc.org/periodic-table/element/19/potassium
  2. https://education.jlab.org/itselemental/ele019.html
  3. https://www.chemicool.com/elements/potassium.html
  4. http://chemistry-reference.com/q_elements.asp?Symbol=K&language=en
  5. https://www.webelements.com/potassium/crystal_structure.html
  6. https://www.quora.com/What-is-the-valency-of-potassium
  7. https://www.medicinenet.com/hyperkalemia/article.htm
  8. https: //www.webmd.ru / diet / foods-богатые калием # 1
  9. https://www.healthline.com/health/potassium#treatment
  10. https://www.davita.com/kidney-disease/diet-and-nutrition/diet-basics/potassium-and-chronic-kidney-disease/e/5308
  11. https://www.webelements.com/potassium/chemistry.html
  12. https://www.britannica.com/science/potassium
  13. http://periodictable.com/Elements/019/data.html
  14. http://www.teacher.k12.de.us/~lettieri/pt/k/k.htm
,

Элементаль - Элемент Калий

Что в названии? От английского слова potash . Химический символ калия происходит от латинского слова, обозначающего щелочь, kalium .

Сказать что? Калий произносится как poh-TASS-ee-em .

Хотя калий является восьмым по распространенности элементом на Земле и составляет около 2,1% земной коры, он является очень реактивным элементом и никогда не встречается в природе свободным. Металлический калий был впервые выделен сэром Хэмфри Дэви в 1807 году путем электролиза расплавленного едкого калия (КОН).Через несколько месяцев после открытия калия Дэви использовал тот же метод для выделения натрия. Калий может быть получен из минералов сильвита (KCl), карналлита (KCl · MgCl 2 · 6H 2 O), лангбейнита (K 2 Mg 2 (SO 4 ) 3 ) и полигалита. (K 2 Ca 2 Mg (SO 4 ) 4 · 2H 2 O). Эти минералы часто встречаются в древних озерах и морях. Каустический калий, еще один важный источник калия, добывается в основном в Германии, Нью-Мексико, Калифорнии и Юте.

Чистый калий - мягкий, воскообразный металл, который легко разрезать ножом. Он реагирует с кислородом с образованием супероксида калия (KO 2 ) и с водой с образованием гидроксида калия (КОН), газообразного водорода и тепла. Вырабатывается достаточно тепла, чтобы зажечь газообразный водород. Чтобы предотвратить его реакцию с кислородом и водой в воздухе, образцы металлического калия обычно хранят погруженными в минеральное масло.

Калий образует сплав с натрием (NaK), который используется в качестве теплоносителя в некоторых типах ядерных реакторов.

Калий образует много важных соединений. Хлорид калия (KCl) - наиболее распространенное соединение калия. Он используется в удобрениях, как заменитель соли и для производства других химикатов. Гидроксид калия (КОН) используется для изготовления мыла, моющих средств и средств для очистки канализации. Карбонат калия (KHCO 3 ), также известный как жемчужная зола, используется для производства некоторых видов стекла и мыла и коммерчески добывается как побочный продукт при производстве аммиака. Супероксид калия (KO 2 ) может создавать кислород из водяного пара (H 2 O) и диоксида углерода (CO 2 ) посредством следующей реакции: 2KO 2 + H 2 O + 2CO 2 => 2ХСО 3 + О 2 .Он используется в респираторном оборудовании и производится путем сжигания металлического калия в сухом воздухе. Нитрат калия (KNO 3 ), также известный как селитра или селитра, используется в удобрениях, спичечных головках и пиротехнике.

,

Химический элемент: Калий (K)

Атомный номер: 19
Символ элемента: K
Название элемента: Калий Вес: 39.0983
Номер группы: 1
Название группы: Щелочной металл
08 4 000 000 000 9108 0,734 1 9005 Enthalpy: Enthalpy 9004 1807
s-block
Конфигурация основного состояния: [Ar] 4s
Уровень основного состояния: 2S1 / 2
Стандартное состояние Стандартное состояние
Общие валентности: 0,1
Длина связи: 454.4
Эмпирический атомный радиус: 220
Расчетный атомный радиус: 243
Ковалентный радиус Эмпирический: 1 275
Сродство к электрону: 48,4
Энергия первой ионизации: 418,8
Электроотрицательность Полинга: 0 .000782
Sanderson Электроотрицательность: 0,45
Allred Rochow Электроотрицательность: 0,91
Mulliken Jaffe
Плотность твердого вещества: 856
Молярный объем: 45.94
Скорость звука: 2000
Модуль жесткости: 1,3
Объемный модуль: 3,1
3,1
Твердость по Бринеллю: 0,363
Удельное электрическое сопротивление: 7
Точка плавления: 63.38
Точка кипения: 759
Критическая температура: 1950
Теплопроводность: 100
Энтальпия испарения: 76,9
Энтальпия атмизации: 89
Наиболее распространенные номера окисления: 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 Серебристо-белый
Классификация: Металлик
Обнаружен: Сэр Хамфри Дэви
Обнаружен: 9000
Ори джин. Название: От английского слова potash (горшечный пепел) и арабского слова qali, означающего щелочь (происхождение символа K происходит от латинского слова kalium)
.

Смотрите также