(Kaliu) K, elementul chimic 1 (Ia) din grupa Tabelului periodic, aparține elementelor alcaline. Numărul atomic 19, masa atomică 39,0983. Este format din doi izotopi stabili 39 K (93,259%) și 41 K (6,729%), precum și un izotop radioactiv 40 K cu un timp de înjumătățire de ~109 ani. Acest izotop joacă un rol special în natură. Ponderea sa în amestecul de izotopi este de numai 0,01%, dar este sursa aproape a întregului argon 40 Ar conținut în atmosfera terestră, care se formează în timpul dezintegrarii radioactive de 40 K. În plus, 40 K este prezent în toate vii. organisme, care poate avea o anumită influență asupra dezvoltării lor.
Izotopul 40 K este folosit pentru a determina vârsta rocilor folosind metoda potasiu-argon. Izotopul artificial 42 K cu un timp de înjumătățire de 15,52 ani este utilizat ca trasor radioactiv în medicină și biologie.
Stare de oxidare +1.
Compușii de potasiu sunt cunoscuți din cele mai vechi timpuri. Carbonatul de potasiu K 2 CO 3 a fost izolat de multă vreme din cenușa de lemn.
Potasiul metal a fost preparat prin electroliza hidroxidului de potasiu topit (KOH) în 1807 de către chimistul și fizicianul englez Humphry Davy. Numele „potasiu” ales de Davy reflectă originile elementului în potasiu. Numele latin al elementului este derivat din numele arab pentru potasiu „al-kali”. Cuvântul „potasiu” a fost introdus în nomenclatura chimică rusă în 1831 de către academicianul din Sankt Petersburg Hermann Hess (1802–1850).
Figurovsky N.A. Descoperirea elementelor și originea numelor lor. M., Nauka, 1970
Biblioteca populară de elemente chimice. Sub. ed. I.V. Petryanova-Sokolova M., 1983
Greenwood N.N., Earnshaw A. Chimia Elementelor, Oxford: Butterworth, 1997
Găsiți " POTASIU” pe
Potasiul este numele dat elementului numărul 19 din tabelul periodic al lui Mendeleev. Substanța este de obicei notă cu litera majusculă K (din latinescul Kalium). În nomenclatura chimică rusă, numele actual al elementului a apărut datorită lui G.I. Hess în 1831. Inițial, potasiul a fost numit „al-kali”, ceea ce înseamnă „cenusa de plante” în arabă. Potasiul caustic a devenit materialul pentru prima producere a substanței. Potasiul caustic, la rândul său, era extras din potasiu, care era produsul de ardere al plantelor (carbonatul de potasiu). Descoperitorul ei a fost H. Davy. Este de remarcat faptul că carbonatul de potasiu este prototipul unui detergent modern. Mai târziu a fost folosit pentru îngrășămintele folosite în agricultură, producția de sticlă și alte scopuri. În prezent, potasiu este un aditiv alimentar care a fost supus înregistrării oficiale și au învățat să extragă potasiul în moduri complet diferite.
În natură, potasiul poate fi găsit doar sub formă de compuși cu alte elemente (de exemplu, apa de mare sau minerale nu apare deloc); Este capabil să se oxideze într-o perioadă destul de scurtă de timp în aer liber, precum și să intre în reacții chimice (de exemplu, când potasiul reacţionează cu apa, se formează un alcalin).
| Țară, parte a lumii | Rezerve generale | Rezerve confirmate | % lor din lume | Conținut mediu |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| Rusia | 19118 | 3658 | 31,4 | 17,8 |
| Europa | 3296 | 2178 | 18,5 | - |
| Bielorusia | 1568 | 1073 | 9,1 | 16 |
| Regatul Unit | 30 | 23 | 0,2 | 14 |
| Germania | 1200 | 730 | 6,2 | 14 |
| Spania | 40 | 20 | 0,2 | 13 |
| Italia | 40 | 20 | 0,2 | 11 |
| Polonia | 10 | 10 | 0,1 | 12 |
| Ucraina | 375 | 292 | 2,5 | 11 |
| Franţa | 33 | 10 | 0,1 | 15 |
| Asia | 2780 | 1263 | 10,8 | - |
| Israel | 600 | 44 | 0,4 | 1,4 |
| Iordania | 600 | 44 | 0,4 | 1,4 |
| Kazahstan | 102 | 54 | 0,5 | 8 |
| China | 320 | 320 | 2,7 | 12 |
| Tailanda | 150 | 75 | 0,6 | 2,5 |
| Turkmenistan | 850 | 633 | 5,4 | 11 |
| Uzbekistan | 159 | 94 | 0,8 | 12 |
| Africa | 179 | 71 | 0,6 | - |
| Congo | 40 | 10 | 0,1 | 15 |
| Tunisia | 34 | 19 | 0,2 | 1,5 |
| Etiopia | 105 | 42 | >0,4 | 25 |
| 14915 | 4548 | 38,7 | - | |
| Argentina | 20 | 15 | 0,1 | 12 |
| Brazilia | 160 | 50 | 0,4 | 15 |
| Canada | 14500 | 4400 | 37,5 | 23 |
| Mexic | 10 | - | 0 | 12 |
| STATELE UNITE ALE AMERICII | 175 | 73 | 0,6 | 12 |
| Chile | 50 | 10 | 0,1 | 3 |
| Total: | 40288 | 11744 | 100 | - |
Descrierea potasiului
Potasiul în forma sa simplă este un metal alcalin. Se caracterizează printr-o culoare alb-argintie. O suprafață proaspătă devine instantaneu strălucitoare. Potasiul este un metal moale care poate fi ușor topit. Dacă substanța sau compușii ei sunt plasați în flacăra unui arzător, focul va căpăta o culoare roz-violet.
Proprietățile fizice ale potasiului
Potasiul este un metal foarte moale care poate fi tăiat cu ușurință cu un cuțit obișnuit. Duritatea sa Brinell este de 400 kn/m2 (sau 0,04 kgf/mm2). Are o rețea cristalină cubică centrată pe corp (5 = 5,33 A). Densitatea sa este de 0,862 g/cm3 (20 0 C). Substanța începe să se topească la o temperatură de 63,55 0 C și fierbe la 760 0 C. Are un coeficient de dilatare termică, care este egal cu 8,33 * 10 -5 (0-50 0 C). Capacitatea sa termică specifică la o temperatură de 20 0 C este de 741,2 J/(kg*K) sau 0,177 cal/(g* 0 C). La aceeași temperatură, are o rezistivitate electrică specifică egală cu 7,118 * 10 -8 ohm * m. Coeficientul de temperatură al rezistenței electrice a metalului este de 5,8 * 10 -15.
Potasiul formează cristale cubice, grupa spațială I m3m, parametri celulari o= 0,5247 nm, Z = 2.
Proprietăți chimice
Potasiul este un metal alcalin. În acest sens, proprietățile metalice ale potasiului se manifestă în mod tipic, la fel ca și alte metale similare. Elementul își manifestă activitatea chimică puternică și, în plus, acționează și ca un agent reducător puternic. După cum sa menționat mai sus, metalul reacționează activ cu aerul, fapt dovedit de apariția peliculelor pe suprafața sa, în urma cărora culoarea sa devine. plictisitoare. Această reacție poate fi observată cu ochiul liber. Dacă potasiul este în contact cu atmosfera pentru o perioadă suficient de lungă, atunci există posibilitatea distrugerii sale complete. Când reacţionează cu apa, are loc o explozie caracteristică. Acest lucru se datorează hidrogenului eliberat, care se aprinde cu o flacără caracteristică roz-violet. Și atunci când fenolftaleina este adăugată în apa care reacționează cu potasiul, aceasta capătă o culoare purpurie, ceea ce indică o reacție alcalină a hidroxidului de potasiu (KOH) rezultat.
Când un metal interacționează cu elemente precum Na, Tl, Sn, Pb, Bi, se formează compuși intermetalici
Caracteristicile indicate ale potasiului indică necesitatea respectării anumitor reguli și condiții de siguranță în timpul depozitării substanței. Deci, substanța trebuie acoperită cu un strat de benzină, kerosen sau silicon. Acest lucru se face pentru a elimina complet contactul cu aerul sau apa.
Este de remarcat faptul că, la temperatura camerei, metalul reacționează cu halogenii. Dacă îl încălzești puțin, interacționează ușor cu sulful. Dacă temperatura crește, potasiul se poate combina cu seleniul și telurul. Dacă creșteți temperatura la mai mult de 200 0 C într-o atmosferă de hidrogen, atunci se formează hidrură de KH, care se poate aprinde fără ajutor extern, adică. pe cont propriu. Potasiul nu interacționează deloc cu azotul, chiar dacă sunt create condițiile adecvate pentru aceasta (creșterea temperaturii și a presiunii). Cu toate acestea, aceste două substanțe pot fi aduse în contact prin influențarea lor cu o descărcare electrică. În acest caz, obțineți azidă de potasiu KN 3 și nitrură de potasiu K 3 N. Dacă încălziți împreună grafitul și potasiul, rezultă carburi KC 8 (la 300 ° C) și KC 16 (la 360 ° C).
Când potasiul și alcoolii reacționează, se obțin alcoolați. În plus, potasiul accelerează semnificativ procesul de polimerizare a olefinelor și diolefinelor. Haloalchilii și haloarilii împreună cu al nouăsprezecelea element au ca rezultat alchili de potasiu și arii de potasiu.
| Caracteristică | Sens |
|---|---|
| Proprietățile atomului | |
| Nume, simbol, număr | Potasiu / Kalium (K), 19 |
| Masa atomica (masa molara) | 39.0983(1) a. e.m. (g/mol) |
| Configuratie electronica | 4s1 |
|
Raza atomică |
ora 235 |
| Proprietăți chimice | |
| Raza covalentă | 203 seara |
| Raza ionică | ora 133 |
| Electronegativitatea | 0,82 (scara Pauling) |
| Potențialul electrodului | −2,92 V |
| Stări de oxidare | 0; +1 |
|
Energia de ionizare (primul electron) |
418,5 (4,34) kJ/mol (eV) |
| Proprietățile termodinamice ale unei substanțe simple | |
| Densitate (în condiții normale) | 0,856 g/cm³ |
| Punct de topire | 336,8K; 63,65 °C |
| Punct de fierbere | 1047K; 773,85 °C |
| Ud. căldură de fuziune | 2,33 kJ/mol |
| Ud. căldură de vaporizare | 76,9 kJ/mol |
| Capacitate de căldură molară | 29,6 J/(K mol) |
| Volumul molar | 45,3 cm³/mol |
| Rețea cristalină dintr-o substanță simplă | |
| Structura de zăbrele | Cubic centrat pe corp |
| Parametrii rețelei | 5,332 Å |
| Debye temperatura | 100K |
Structura electronică a atomului de potasiu
Potasiul are un nucleu atomic încărcat pozitiv (+19). În mijlocul acestui atom se află 19 protoni și 19 neutroni, care sunt înconjurați de patru orbite în care 19 electroni sunt în mișcare constantă. Electronii sunt distribuiți în orbiti în următoarea ordine:
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1 .
Nivelul de energie exterior al unui atom de metal conține doar 1 electron de valență. Așa se explică faptul că în absolut toți compușii, potasiul are o valență de 1. Spre deosebire de litiu și sodiu, acest electron este situat la o distanță mai mare de nucleul atomului. Acesta este motivul creșterii activității chimice a potasiului, ceea ce nu se poate spune despre cele două metale menționate. Astfel, învelișul exterior de electroni a potasiului este reprezentat de următoarea configurație:
În ciuda prezenței vacantei 3 p- și 3 d-orbitali, nu exista stare excitata.
Potasiul este un metal alcalin destul de răspândit pe Pământ. Compușii de potasiu sunt familiari oamenilor de mult timp. Elementul a fost descoperit în 1807 și a fost inițial numit potasiu. Cu toate acestea, numele nu a rămas și puțin mai târziu elementul a fost numit potasiu.
Din cele mai vechi timpuri, oamenii au obținut potasiu (carbonat de potasiu) din produsele de ardere. A fost folosit ca detergent, iar puțin mai târziu a început să fie folosit pentru producerea diferitelor îngrășăminte agricole, pentru producerea sticlei și în alte scopuri. Astăzi, potasa este chiar și un aditiv alimentar înregistrat oficial.
Caracteristicile potasiului
Proprietăți fizice
Elementul are o culoare argintie pal. Pe suprafața nou formată apare o strălucire caracteristică. Potasiul este un metal ușor. Se topește ușor. Poate fi dizolvat în mercur, proces care produce amalgame. Arde cu o flacără roșiatică-violetă.
Proprietăți chimice
Potasiul este un metal și are toate proprietățile corespunzătoare. Elementul aparține și grupului alcalin. Aceasta explică activitatea sa chimică crescută. Potasiul, atunci când reacționează cu alte substanțe, donează electroni și este un agent reducător puternic.
- Reacționează violent cu oxigenul, formând superoxid de potasiu.
- Când este încălzit, reacţionează cu hidrogenul.
- Reacționează bine cu toate elementele nemetalice, formând nitruri, fosfuri, sulfuri și alți compuși.
- Reacționează cu multe substanțe complexe: săruri, oxizi, precum și apă. Reacția cu apa decurge foarte violent, cu o explozie.
Compușii de potasiu sunt destul de comuni în natură. Potasiul nu poate fi găsit în forma sa pură. Motivul pentru aceasta este activitatea sa chimică crescută.
Unde poți găsi potasiu în natură?
- În primul rând, potasiul se găsește în cantități destul de mari în scoarța terestră. Conținutul său este estimat la aproximativ 2,4%. Potasiul este o componentă importantă a solului și a rocilor.
- În al doilea rând, s-au înregistrat depozite mari de săruri de potasiu în locurile de evaporare ale mărilor antice.
- Apele Oceanului Mondial conțin și o cantitate semnificativă de potasiu. În apele Oceanului Mondial, concentrația de potasiu este de aproximativ 0,06%. În unele corpuri de apă (de exemplu, Marea Moartă), concentrația de potasiu poate fi de până la 1,5%. Această concentrație crescută face ca exploatarea potasiului să fie profitabilă din punct de vedere economic. Astfel, în Iordania există o plantă pentru extragerea potasiului din apele Mării Moarte.
Domenii de aplicare a potasiului
Domeniul de utilizare a potasiului este semnificativ mai restrâns în comparație cu același sodiu. Acest lucru se datorează faptului că potasiul are o activitate chimică mai mare. În plus, potasiul este un metal mai scump. Cu toate acestea, potasiul este încă folosit în diverse industrii.
- Potasiul este cel mai activ utilizat în industria chimică pentru producerea de îngrășăminte. Potasiul este un element important pentru plante. Destul de des, plantele devin deficitare de potasiu, ceea ce are ca rezultat ca planta să nu-și poată folosi întregul potențial de creștere. Planta devine slăbită, crește mai încet, tulpina slăbește, frunzele se îngălbenesc și cad, iar semințele devin mai puțin viabile. Deficiența de potasiu în astfel de cazuri este compensată cu ajutorul îngrășămintelor. Îngrășămintele cu potasiu sunt principalele produse pentru care se folosește potasiul. Cel mai comun îngrășământ cu potasiu este clorura de potasiu (KCl).
- În plus, elementul și compușii săi sunt utilizați în inginerie mecanică. Hidroxidul de potasiu este un element esențial pentru fabricarea bateriilor.
- Compușii de potasiu sunt utilizați și în industria alimentară. Un exemplu izbitor este nitratul de potasiu. Substanța este un aditiv alimentar. Folosit ca conservant.
Omenirea este familiarizată cu potasiul de mai bine de un secol și jumătate. Într-o prelegere susținută la Londra la 20 noiembrie 1807, Humphry Davy a raportat că în timpul electrolizei potasiului caustic a obținut „bile mici cu un luciu metalic puternic... Unele dintre ele au ars cu o explozie imediat după formare”. Asta a fost potasiu.
Potasiul este un metal minunat. Este remarcabil nu numai pentru că poate fi tăiat cu un cuțit, plutește în apă, se aprinde cu o explozie și arde, transformând flacăra în violet. Și nu numai pentru că acest element este unul dintre cele mai active din punct de vedere chimic. Toate acestea pot fi considerate naturale, deoarece corespund poziției potasiului metalului alcalin în tabelul periodic. Potasiul este remarcabil pentru indispensabilitatea sa pentru toate ființele vii și este remarcabil ca un metal „ciudat” complet.
Vă rugăm să rețineți: numărul său atomic este 19, masa atomică este 39, există un electron în stratul exterior de electroni și valența sa este 1+. Potrivit chimiștilor, aceasta explică mobilitatea excepțională a potasiului în natură. Este o componentă a câtorva sute de minerale. Se găsește în sol, în plante, în corpurile oamenilor și ale animalelor. Este ca un Figaro clasic: aici, acolo, peste tot.
Potasiu și sol
Cu greu este posibil să explici din întâmplare sau capriciul lingviștilor faptul că în limba rusă un cuvânt se referă atât la planeta noastră însăși, cât și la stratul său superior - sol. „Mama Pământ”, „Doică Pământ” - este mai mult despre sol decât despre planetă în ansamblu...
Dar ce este solul? Un corp natural independent și foarte unic. Se formează din straturile de suprafață ale diferitelor roci sub influența aerului, apei, schimbărilor de temperatură și a activității de viață a tuturor tipurilor de locuitori ai Pământului. Dedesubt, sub sol, sunt ascunse așa-numitele roci-mamă, compuse din diverse minerale. Ele sunt distruse treptat și reînnoiesc „rezervele” solului. Și în sol, pe lângă cele pur mecanice, au loc în mod constant și alte distrugeri. Se numește intemperii chimice. Apa și dioxidul de carbon (într-o măsură mai mică alte substanțe) distrug treptat mineralele.
Aproape 18% din greutatea scoarței terestre provine din ortoclaza minerală care conține potasiu. Aceasta este o sare dublă a acidului silicic K2Al2Si6O16 sau K2O-Al2O3-BSiO2. Iată ce se întâmplă cu ortoclaza ca urmare a intemperiilor chimice:
K2O*AI2O3 *6SO2 + 2H2O + CO2 → K2CO3 + Al2O3 *2SO2*2H2O+ + 4SiO2.
Ortoclaza se transformă în caolin (un tip de argilă), nisip și potasiu. Nisipul și argila sunt folosite pentru a construi coloana vertebrală minerală a solului, iar K, transferat de la ortoclază la potasiu, este „eliberat” și devine disponibil pentru plante. Dar nu toate deodată.
În apele solului, moleculele de K 2 CO 3 se disociază: K 2 CO 3 ↔ + K + + KSO 3 - ↔ 2K + + CO 3 2- . Unii ioni de potasiu rămân în soluția de sol, care servește ca sursă de nutriție pentru plante. Dar majoritatea ionilor de potasiu sunt absorbiți de particulele coloidale de sol, de unde este destul de dificil ca rădăcinile plantelor să le extragă. Așadar, se dovedește că, deși există mult potasiu în sol, plantele adesea nu au suficient. Datorită faptului că bulgări de sol „blochează” cea mai mare parte a potasiului, conținutul acestui element în apa de mare este de aproape 50 de ori mai mic decât sodiul. Se estimează că din cei o mie de atomi de potasiu eliberați prin intemperii chimice, doar doi ajung în bazinele marine, iar 998 rămân în sol. „Pământul absoarbe potasiul și aceasta este puterea sa miraculoasă”, a scris academicianul A.E. Fersman.
Potasiu și plante
Potasiul se găsește în toate plantele. Lipsa de potasiu duce la moartea plantei. Aproape tot potasiul se găsește în plante sub formă ionică - K +. Unii dintre ioni se află în seva celulei, cealaltă parte este absorbită de elementele structurale ale celulei. Ionii de potasiu sunt implicați în multe procese biochimice care au loc în plantă. S-a stabilit că în celulele vegetale acești ioni se găsesc în principal în protoplasmă. Nu se găsesc în nucleul celulei. În consecință, elementul nr. 19 nu este implicat în procesele de reproducere și transmitere a caracteristicilor ereditare. Dar chiar și fără aceasta, rolul potasiului în viața unei plante este mare și divers.
Potasiul este inclus în fructe, rădăcini, tulpini și frunze, iar în organele vegetative există, de regulă, mai mult decât în fructe. O altă trăsătură caracteristică: plantele tinere conțin mai mult potasiu decât cele bătrâne. S-a remarcat, de asemenea, că, pe măsură ce organele individuale ale plantelor îmbătrânesc, ionii de potasiu se deplasează în punctele de creștere cea mai intensă. Cu lipsă de potasiu, plantele cresc mai încet, frunzele lor, în special cele bătrâne, se îngălbenesc și maronii la margini, tulpina devine subțire și fragilă, iar semințele își pierd viabilitatea.
S-a stabilit că ionii de potasiu activează sinteza substanțelor organice în celulele plantelor. Ele au o influență deosebit de puternică asupra proceselor de formare a carbohidraților. Dacă nu există suficient potasiu, planta absoarbe mai rău dioxidul de carbon și îi lipsește „materiile prime” de carbon pentru sinteza de noi molecule de carbohidrați. În același timp, procesele de respirație se intensifică, iar zaharurile conținute în seva celulară sunt oxidate. Astfel, rezervele de carbohidrați din plantele care se găsesc într-o dietă de foame (potasiu) nu sunt completate, ci consumate. Fructele unei astfel de plante - acest lucru se observă în special în fructe - vor fi mai puțin dulci decât cele ale plantelor care au primit o doză normală de potasiu. Amidonul este și un carbohidrat, prin urmare conținutul său în fructe este puternic influențat de elementul nr. 19.
Dar asta nu este tot. Plantele care primesc suficient potasiu tolerează mai ușor seceta și iernile geroase. Acest lucru se explică prin faptul că elementul nr. 19 afectează capacitatea substanțelor coloidale din celulele vegetale de a absorbi apă și de a se umfla. Nu există suficient potasiu - celulele absorb și rețin umiditatea mai rău, se micșorează și mor.
Ionii de potasiu afectează și metabolismul azotului. Când există o lipsă de potasiu, excesul de amoniac se acumulează în celule. Acest lucru poate duce la otrăvirea și moartea plantei.
S-a menționat deja că K afectează și respirația plantelor, iar respirația crescută afectează nu numai conținutul de carbohidrați. Cu cât respirația este mai intensă, cu atât toate procesele oxidative sunt mai active și multe substanțe organice sunt transformate în acizi organici. Excesul de acizi poate provoca descompunerea proteinelor. Produsele acestei degradări sunt un mediu foarte favorabil pentru ciuperci și bacterii. De aceea, în timpul înfometării cu potasiu, plantele sunt mult mai des afectate de boli și dăunători. Fructele și legumele care conțin produse de descompunere a proteinelor nu tolerează bine transportul și nu pot fi păstrate pentru o perioadă lungă de timp. Într-un cuvânt, dacă doriți să obțineți fructe gustoase și bine conservate, hrăniți planta cu mult potasiu. Iar pentru cereale, potasiul este important din încă un motiv: crește rezistența paielor și, prin urmare, previne adăpostirea boabelor...
- ÎNTÂLNIREA CU POTASIU? Dacă într-un depozit sau o stație de marfă vezi cutii de oțel cu inscripțiile: „Inflamabil!”, „Apa explodează”, atunci este foarte probabil să fi întâlnit potasiu.
La transportul acestui metal se iau multe precauții. Prin urmare, atunci când deschideți o cutie de oțel, nu veți vedea potasiu, dar veți vedea cutii de oțel închise cu grijă. Conțin potasiu și gaz inert - singurul mediu sigur pentru potasiu. Cantități mari de potasiu sunt transportate în recipiente sigilate sub o presiune a gazului inert de 1,5 atm.
- DE CE AI NEVOIE DE METAL DE POTASIU? K metalic este utilizat ca catalizator în producerea unor tipuri de cauciuc sintetic, precum și în practica de laborator. Recent, principala utilizare a acestui metal a fost producerea de peroxid de potasiu K 2 O 2, folosit pentru regenerarea oxigenului. Un aliaj de potasiu cu sodiu servește ca agent de răcire în reactoarele nucleare și în producția de titan ca agent reducător.
- DIN SARE SI ALCALII. Elementul nr. 19 se obține cel mai adesea în reacția de schimb de potasiu caustic topit și sodiu metalic: KOH + Na → NaOH + K. Procesul are loc într-o coloană de distilare a nichelului la o temperatură de 380-440 ° C. Elementul nr. 19 se obține și din clorură de potasiu într-un mod similar, doar că în acest caz temperatura procesului este mai mare - 760-800°C. La această temperatură, atât sodiul, cât și potasiul se transformă în abur, iar clorura de potasiu (cu aditivi) se topește. Vaporii de sodiu sunt trecuți prin sare topită și vaporii de potasiu rezultați sunt condensați. Aliajele de sodiu-potasiu sunt de asemenea preparate folosind aceeași metodă. Compoziția aliajului depinde în mare măsură de condițiile procesului.
- CE SĂ FACEȚI DACĂ este prima dată când aveți de-a face cu potasiu metal. Este necesar să ne amintim de reactivitatea ridicată a acestui metal, că potasiul se aprinde de la cea mai mică urmă de apă. Când lucrați cu potasiu, asigurați-vă că purtați mănuși de cauciuc și ochelari de protecție sau, mai bine, o mască care să acopere toată fața. Cantități mari de potasiu sunt prelucrate în camere speciale umplute cu azot sau argon. (În costume spațiale speciale, desigur.) Și dacă K se aprinde, se stinge nu cu apă, ci cu sifon sau sare de masă.
- CE TREBUIE CU DEŞEURI. Regulile de siguranță interzic cu strictețe acumularea în laboratoare a mai mult de două grame de reziduuri sau deșeuri de orice metal alcalin, inclusiv potasiu. Deșeurile trebuie distruse la fața locului. Metoda clasică este formarea etoxidului de potasiu C 2 H 5 OK sub influența alcoolului etilic: pur și simplu turnați alcool în deșeuri. Dar există o altă cale - o modalitate fără alcool. Deșeurile sunt umplute cu kerosen sau benzină. Potasiul nu reacționează cu ele și, fiind mai ușor decât apa, dar mai greu decât aceste lichide organice, se depune pe fund. Și apoi încep să adauge apă picătură cu picătură în vasul înclinat. Când apa ajunge la metal, va avea loc o reacție și K se va transforma în potasiu caustic. Straturile de soluție alcalină și kerosen sau benzină sunt destul de ușor separate într-o pâlnie de separare.
- EXISTĂ IONI DE POTASIU ÎN SOLUȚIE? Nu este greu de aflat. Înmuiați inelul de sârmă în soluție și apoi puneți-l în flacăra unui arzător cu gaz. Dacă există potasiu, flacăra va deveni violet, deși nu la fel de strălucitoare ca culoarea galbenă dată flăcării de compușii de sodiu. Este mai dificil de determinat cât de mult potasiu este în soluție. Acest metal are puțini compuși insolubili în apă. De obicei, potasiul este precipitat sub formă de perclorat - o sare a acidului percloric foarte puternic HClO4. Apropo, percloratul de potasiu este un agent oxidant foarte puternic și, ca atare, este utilizat în producția unor explozivi și combustibili pentru rachete.
- PENTRU CE ESTE NEVOIE CIANURA DE POTASIU? Pentru extragerea aurului și argintului din minereuri. Pentru aurirea galvanică și argintarea metalelor comune. Pentru obtinerea multor substante organice. Pentru nitrurarea oțelului - aceasta conferă suprafeței sale o rezistență mai mare. Din păcate, această substanță atât de necesară este extrem de otrăvitoare. Și KCN arată destul de inofensiv: cristale mici albe cu o tentă maronie sau gri.
- CE ESTE CROMPICUL? Mai exact, crom de potasiu. Acestea sunt cristale portocalii din compoziția K 2 Cr 2 O 7. Chrompic este utilizat în producția de coloranți, iar soluțiile sale sunt folosite pentru tăbăcirea „crom” a pielii, precum și ca mordant pentru vopsirea și imprimarea țesăturilor. O soluție de crom în acid sulfuric este un amestec cromic care este utilizat în toate laboratoarele pentru spălarea sticlei.
- DE CE AI NEVOIE DE CAUSID KALI? Serios, de ce? La urma urmei, proprietățile acestui alcalin și soda caustică mai ieftină sunt aproape aceleași. Chimiștii au descoperit diferența dintre aceste substanțe abia în secolul al XVIII-lea. Cea mai vizibilă diferență între NaOH și KOH este că hidroxidul de potasiu este chiar mai solubil în apă decât hidroxidul de sodiu. KOH se obține prin electroliza soluțiilor de clorură de potasiu. Pentru a menține amestecul de clorură la minimum, se folosesc catozi de mercur. Dar această substanță este necesară în primul rând ca produs de pornire pentru producerea diferitelor săruri de potasiu. În plus, potasiul caustic este indispensabil în producerea săpunurilor lichide, a unor coloranți și a compușilor organici. Soluția de potasiu caustic este folosită ca electrolit în bateriile alcaline.
- SALTPETE SAU SALTPETER? Mai corect - salitrul. Acesta este denumirea generală pentru sărurile nitrate ale metalelor alcaline și alcalino-pământoase. Dacă ei spun pur și simplu „salpetru” (nu „sodiu” sau „calciu” sau „amoniu”, ci pur și simplu „salpetru”), atunci înseamnă nitrat de potasiu. Omenirea folosește această substanță de mai bine de o mie de ani pentru a produce pulbere neagră. În plus, salitrul este primul îngrășământ dublu: dintre cele mai importante trei elemente pentru plante, conține două - azot și potasiu. Acesta este modul în care D.I Mendeleev a descris salitrul în „Fundamentals of Chemistry”:
„Salpetrul este o sare incoloră care are un gust răcoritor special. Se cristalizează cu ușurință în prisme lungi, canelate, rombice, hexagonale pe laterale, care se termină în aceleași piramide. Cristalele sale (gravitate specifică 1,93) nu conțin apă. La foc mic (339°), salitrul se topește într-un lichid complet incolor. La temperaturi obișnuite, în formă solidă, KNO 3 este inactiv și nemodificat, dar la temperaturi ridicate acționează ca un agent oxidant foarte puternic, deoarece poate elibera o cantitate semnificativă de oxigen în substanțele amestecate cu acesta. Nitrul aruncat pe cărbunele fierbinte produce ardere rapidă, iar amestecul său mecanic cu cărbunele zdrobit se aprinde la contactul cu un corp fierbinte și continuă să ardă de la sine. În acest caz, azotul este eliberat, iar oxigenul nitratului trece la oxidarea cărbunelui, în urma căreia se obține sare carbonică de potasiu și dioxid de carbon...
În practica și tehnologia chimică, salitrul este folosit în multe cazuri ca agent oxidant care acționează la temperaturi ridicate. Aceasta este, de asemenea, baza pentru utilizarea sa pentru praful de pușcă obișnuit, care este un amestec mecanic de sulf măcinat fin, salpetru și cărbune.”
- UNDE SI PENTRU CE SE FOLOSesc ALTE SARURI DE POTASIU? Bromură de potasiu KBr - în fotografie pentru a proteja negativul sau imprimarea împotriva acoperirii.
- Iodură de potasiu KI - în medicină și ca reactiv chimic.
- Fluorura de potasiu KF - în fluxurile metalurgice și pentru introducerea fluorului în compuși organici.
- Carbonat de potasiu (potasiu) K 2 CO 3 - în producția de sticlă și săpun, precum și ca îngrășământ.
- Fosfații de potasiu, în special K 4 P 2 O 7 și K 5 P 3 O 10, ca componenți ai detergenților.
- Clorat de potasiu (sare Berthollet) KClO 3 - în producția de chibrituri și pirotehnică.
- Silicofluorura de potasiu K 2 SiF 6 - ca aditiv la sarcina la extragerea elementelor pământurilor rare din minerale.
- Sulfura de fier de potasiu (sare galbenă de sânge) K 4 Fe (CN) 6 -SH 2 O - ca mordant pentru vopsirea țesăturilor și în fotografie.
- DE CE SE NUMEA POTASIU POTASIU? Cuvântul este de origine arabă. În arabă, al-qali înseamnă cenușă de plante. Pentru prima dată, potasiul a fost obținut din potasiu caustic, iar potasiul caustic din potasiu izolat din cenușa plantelor... Cu toate acestea, în engleză și în alte limbi europene s-a păstrat numele de potasiu, dat potasiului de către descoperitorul său X. Davy. Numele „potasiu” a fost introdus în nomenclatura chimică rusă în 1831 de către G. I. Hess.
- NU DOAR ÎN CAISE. Pacienților cu inimă, în special persoanelor care au avut un atac de cord, li se recomandă insistent să mănânce caise uscate pentru a reface pierderile de potasiu din organism. Sau măcar stafide. 100 de grame de caise uscate conțin până la 2 g de potasiu. Există aceeași cantitate în caise (dar pentru precizie, atunci când calculați, trebuie să scădeți greutatea semințelor). Stafidele conțin aproximativ jumătate din mult potasiu. Dar să nu credeți că fructele uscate sunt singura sursă de potasiu. Există destul de mult în aproape orice hrană vegetală. De exemplu, patruzeci de grame de cartofi prăjiți echivalează cu 10 grame de caise uscate selectate. Leguminoasele, ceaiul și pudra de cacao sunt bogate în potasiu. Într-un cuvânt, doza zilnică de potasiu (2,5-5 g) nu este greu de obținut cu o dietă normală.
Conținutul articolului
POTASIU(Kaliu) K, elementul chimic 1 (Ia) din grupa Tabelului periodic, aparține elementelor alcaline. Numărul atomic 19, masa atomică 39,0983. Este format din doi izotopi stabili 39 K (93,259%) și 41 K (6,729%), precum și un izotop radioactiv 40 K cu un timp de înjumătățire de ~109 ani. Acest izotop joacă un rol special în natură. Ponderea sa în amestecul de izotopi este de numai 0,01%, dar este sursa aproape a întregului argon 40 Ar conținut în atmosfera terestră, care se formează în timpul dezintegrarii radioactive de 40 K. În plus, 40 K este prezent în toate vii. organisme, care poate avea o anumită influență asupra dezvoltării lor.
Izotopul 40 K este folosit pentru a determina vârsta rocilor folosind metoda potasiu-argon. Izotopul artificial 42 K cu un timp de înjumătățire de 15,52 ani este utilizat ca trasor radioactiv în medicină și biologie.
Stare de oxidare +1.
Compușii de potasiu sunt cunoscuți din cele mai vechi timpuri. Potasiu - carbonat de potasiu K 2 CO 3 - a fost izolat mult timp din cenușa de lemn.
Potasiul metal a fost preparat prin electroliza hidroxidului de potasiu topit (KOH) în 1807 de către chimistul și fizicianul englez Humphry Davy. Numele „potasiu” ales de Davy reflectă originile elementului în potasiu. Numele latin al elementului este derivat din numele arab pentru potasiu - „al-kali”. Cuvântul „potasiu” a fost introdus în nomenclatura chimică rusă în 1831 de către academicianul din Sankt Petersburg Hermann Hess (1802–1850).
Distribuția potasiului în natură și extracția sa industrială.
Depozite mari de săruri de potasiu în formă relativ pură s-au format ca urmare a evaporării mărilor antice. Cele mai importante minerale de potasiu pentru industria chimică sunt silvita (KCl) și silvinita (o sare amestecată de NaCl și KCl). Potasiul se găsește și sub formă de clorură dublă KCl MgCl 2 6H 2 O (carnalit) și sulfat de K 2 Mg 2 (SO 4) 3 (langbeinit). Straturi masive de săruri de potasiu au fost descoperite pentru prima dată în Stassfurt (Germania) în 1856. Potasa a fost extrasă din ele la scară industrială din 1861 până în 1972.
Apa oceanică conține aproximativ 0,06% clorură de potasiu. În unele corpuri de apă interioare, precum Lacul Sărat sau Marea Moartă, concentrația acestuia poate ajunge la 1,5%, ceea ce face ca extragerea elementului să fie fezabilă din punct de vedere economic. În Iordania a fost construită o uzină uriașă, capabilă să extragă milioane de tone de săruri de potasiu din Marea Moartă.
Deși sodiul și potasiul sunt aproape la fel de abundente în roci, oceanul conține de aproximativ 30 de ori mai puțin potasiu decât sodiul. Acest lucru se datorează, în special, faptului că sărurile de potasiu, care conțin un cation mai mare, sunt mai puțin solubile decât sărurile de sodiu, iar potasiul este mai ferm legat în silicați și aluminosilicați complecși din sol datorită schimbului de ioni în argile. În plus, potasiul care este extras din roci este absorbit într-o măsură mai mare de plante. Se estimează că din cei o mie de atomi de potasiu eliberați prin intemperii chimice, doar doi ajung în bazinele marine, iar 998 rămân în sol. „Pământul absoarbe potasiul și aceasta este puterea sa miraculoasă”, a scris academicianul Alexander Evgenievich Fersman (1883–1945).
Potasiul este un element esențial al vieții plantelor, iar dezvoltarea plantelor sălbatice este adesea limitată de disponibilitatea potasiului. Cu lipsă de potasiu, plantele cresc mai încet, frunzele lor, în special cele bătrâne, se îngălbenesc și maronii la margini, tulpina devine subțire și fragilă, iar semințele își pierd viabilitatea. Fructele unei astfel de plante - acest lucru se observă în special în fructe - vor fi mai puțin dulci decât cele ale plantelor 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%). KCl este cel mai utilizat, reprezentând mai mult de 90% din potasiul folosit ca îngrășământ.
Producția mondială de îngrășăminte cu potasiu în 2003 a fost estimată la 27,8 milioane de tone (în termeni de K 2 O, conținutul de potasiu din îngrășămintele cu potasiu este de obicei transformat în K 2 O). Dintre acestea, 33% au fost produse în Canada. Asociațiile de producție Uralkali și Belaruskali reprezintă 13% din producția globală de îngrășăminte cu potasiu.
Caracteristicile substanțelor simple și producția industrială a potasiului metalic.
Potasiul este un metal moale alb-argintiu, cu un punct de topire de 63,51 ° C și un punct de fierbere de 761 ° C. Acesta conferă flăcării o culoare roșu-violet caracteristică, care este asociată cu ușurința de excitare a electronilor săi exteriori.
Este foarte activ din punct de vedere chimic, interacționează ușor cu oxigenul și se aprinde atunci când este încălzit în aer. Produsul principal al acestei reacții este superoxidul de potasiu KO 2.
Cu apă și acizi diluați, potasiul reacționează prin explozie și aprindere. Acidul sulfuric este redus la hidrogen sulfurat, sulf și dioxid de sulf, iar acidul azotic este redus la oxizi de azot și N2.
Când este încălzit la 200-350 ° C, potasiul reacţionează cu hidrogenul pentru a forma hidrura KH. Potasiul metalic se aprinde într-o atmosferă de fluor, reacționează slab cu clorul lichid, dar explodează la contactul cu bromul și triturarea cu iod. Potasiul reacţionează cu calcogenii şi fosforul. Cu grafit la 250–500° C formează compuși stratificati din compoziția C 8 K–C 60 K.
Potasiul se dizolvă în amoniac lichid (35,9 g la 100 ml la –70 ° C) pentru a forma soluții metastabile de un albastru strălucitor cu proprietăți neobișnuite. Se pare că acest fenomen a fost observat pentru prima dată de Sir Humphry Davy în 1808. Soluțiile de potasiu în amoniac lichid au fost studiate pe scară largă de când au fost obținute de T. Weil în 1863.
Potasiul nu se dizolvă în litiu lichid, magneziu, cadmiu, zinc, aluminiu și galiu și nu reacționează cu acestea. Cu sodiu formează un compus intermetalic KNa 2, care se topește cu descompunerea la 7 ° C. Cu rubidiu și cesiu, potasiul dă soluții solide cu puncte minime de topire de aproximativ 35 ° C. Cu mercur formează un amalgam care conține două mercuride KHg 2 și KHg cu puncte de topire 270, respectiv 180°C.
Potasiul reacționează energic cu mulți oxizi, reducându-i la substanțe simple. Cu alcooli formează alcoolați.
Spre deosebire de sodiu, potasiul nu poate fi obținut prin electroliza clorurii topite, deoarece potasiul se dizolvă foarte bine în clorura topită și nu plutește la suprafață. O dificultate suplimentară este creată de formarea superoxidului, care reacționează exploziv cu potasiul metal, astfel încât metoda de producție industrială a potasiului metalic este reducerea clorurii de potasiu topită cu sodiu metal la 850 ° C.
Reducerea 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 + (l) Na + (l) + K(g)
Deoarece potasiul este mai volatil, se evaporă mai devreme, ceea ce schimbă echilibrul și favorizează reacția. Distilarea fracționată într-o coloană plină poate produce potasiu cu o puritate de 99,5%, dar de obicei se folosește un amestec de potasiu și sodiu pentru transport. Aliajele care conțin 15–55% sodiu sunt lichide (la temperatura camerei), deci sunt mai ușor de transportat.
Uneori, potasiul este redus din clorură de alte elemente care formează oxizi stabili:
6KCl + 2Al + 4CaO = 3CaCl 2 + CaO Al 2 O 3 + 6K
Potasiul metal, care este mai dificil și mai scump de produs decât sodiul, este produs în cantități mult mai mici (producția mondială este de aproximativ 500 de tone pe an). Unul dintre cele mai importante domenii de aplicare este producerea superoxidului KO 2 prin arderea directă a metalului.
Potasiul metalic este folosit ca catalizator în producerea anumitor tipuri de cauciuc sintetic, precum și în practica de laborator. Un aliaj de potasiu și sodiu servește ca agent de răcire în reactoarele nucleare. Este, de asemenea, un agent reducător în producția de titan.
Potasiul provoacă arsuri grave ale pielii. Dacă chiar și cele mai mici firimituri ajung în ochi, poate apărea pierderea vederii. Potasiul aprins este turnat cu ulei mineral sau acoperit cu un amestec de talc și clorură de sodiu.
Păstrați potasiul în cutii închise ermetic sub un strat de kerosen sau ulei mineral deshidratat. Deșeurile de potasiu sunt eliminate prin tratarea lor cu etanol uscat sau propanol, urmată de descompunerea alcoolaților rezultați cu apă.
Compuși de potasiu.
Potasiul formează numeroși compuși binari și săruri. Aproape toate sărurile de potasiu sunt foarte solubile. Excepțiile sunt:
KHC 4 H 4 O 6 – acid tartrat de potasiu
KClO 4 – perclorat de potasiu
K 2 Na 6H 2 O – hexanitrocobaltat de sodiu dipotasiu (III) hidrat
K 2 – hexacloroplatinat de potasiu (IV)
Oxid de potasiu K 2 O formează cristale gălbui. Se prepară prin încălzirea potasiului cu hidroxid de potasiu, peroxid, nitrat sau nitrit:
2KNO 2 + 6K = 4K 2 O + N 2
Se folosește, de asemenea, încălzirea unui amestec de azidă de potasiu KN 3 și nitrit de potasiu sau oxidarea potasiului dizolvat în amoniac lichid cu o cantitate calculată de oxigen.
Oxidul de potasiu este un activator al fierului burete, care este folosit ca catalizator în sinteza amoniacului.
Peroxid de potasiu Este dificil să se obțină K2O2 din substanțe simple, deoarece este ușor oxidat la superoxid KО2, deci se utilizează oxidarea metalelor cu NO. Cu toate acestea, cea mai bună metodă de preparare a acestuia este oxidarea cantitativă a metalului dizolvat în amoniac lichid.
Peroxidul de potasiu poate fi considerat o sare a acidului dibazic H 2 O 2. Prin urmare, atunci când interacționează cu acizii sau apa la rece, se formează cantitativ peroxid de hidrogen.
Superoxid de potasiu KO 2 (portocaliu) se formează prin arderea normală a metalului în aer. Acest compus este folosit ca sursă de rezervă de oxigen în măștile de respirație din mine, submarine și nave spațiale.
Cu descompunerea termică atentă a KO 2, sesquioxidul „K 2 O 3” se formează sub formă de pulbere paramagnetică întunecată. Poate fi obținut și prin oxidarea metalului dizolvat în amoniac lichid sau prin oxidarea controlată a peroxidului. Se presupune că este un peroxid de peroxid de dinad [(K +) 4 (O 2 2–)(O 2 –) 2 ].
Ozonida de potasiu KO 3 poate fi obţinut prin acţiunea ozonului asupra pulberii de hidroxid de potasiu anhidru la temperatură scăzută, urmată de extracţia produsului (roşu) cu amoniac lichid. Este utilizat ca componentă a compozițiilor pentru regenerarea aerului în sisteme închise.
hidroxid de potasiu KOH este o bază puternică și aparține alcalinelor. Denumirea sa tradițională „potasiu caustic” reflectă efectul coroziv al acestei substanțe asupra țesuturilor vii.
În industrie, hidroxidul de potasiu este produs prin electroliza soluțiilor apoase de clorură sau carbonat de potasiu cu un catod de fier sau mercur (producția mondială este de aproximativ 0,7 milioane de tone pe an). Hidroxidul de potasiu poate fi izolat din filtrat după separarea precipitatelor formate prin reacția carbonatului de potasiu cu hidroxid de calciu sau a sulfatului de potasiu cu hidroxid de bariu.
Hidroxidul de potasiu este folosit pentru a produce săpun lichid și diferiți compuși de potasiu. În plus, servește ca electrolit în bateriile alcaline.
Fluorura de potasiu KF formează carobbiitul mineral rar. Fluorura de potasiu se obține prin reacția soluțiilor apoase de fluorură de hidrogen sau fluorură de amoniu cu hidroxid de potasiu sau sărurile acestuia.
Fluorura de potasiu este utilizată pentru sinteza diverșilor compuși de potasiu care conțin fluor, ca agent de fluorurare în sinteza organică și, de asemenea, ca componentă a chiturilor rezistente la acizi și a sticlelor speciale.
Clorura de potasiu KCl apare în mod natural. Materiile prime pentru izolarea acestuia sunt sylvin, sylvinita și carnalita.
Clorura de potasiu se obține din silvinită prin metode de halurgie și flotație. Galurgia (tradusă din greacă ca „lucrare cu sare”) include studiul compoziției și proprietăților materiilor prime de sare naturală și dezvoltarea metodelor de producție industrială a sărurilor minerale din acestea. Metoda de separare halurgică se bazează pe diferitele solubilități ale KCl și NaCl în apă la temperaturi ridicate. La temperaturi normale, solubilitatea clorurilor de potasiu și de sodiu este aproape aceeași. Odată cu creșterea temperaturii, solubilitatea clorurii de sodiu rămâne aproape neschimbată, dar solubilitatea clorurii de potasiu crește brusc. O soluție saturată din ambele săruri este preparată la rece, apoi este încălzită și sylvinita este tratată cu ea. În acest caz, soluția este saturată suplimentar cu clorură de potasiu, iar o parte din clorură de sodiu este îndepărtată din soluție, precipită și este separată prin filtrare. Soluția este răcită și excesul de clorură de potasiu cristalizează din ea. Cristalele sunt separate în centrifuge și uscate, iar lichidul mamă este folosit pentru a procesa o nouă porție de sylvinită. Pentru a izola clorura de potasiu, această metodă este utilizată mai pe scară largă decât metoda de flotație, care se bazează pe umecbilitatea diferită a substanțelor.
Clorura de potasiu este cel mai comun îngrășământ cu potasiu. În afară de utilizarea sa ca îngrășământ, este folosit în principal pentru a produce hidroxid de potasiu prin electroliză. Din el se obțin și alți compuși de potasiu.
Bromură de potasiu KBr se obține prin reacția bromului cu hidroxid de potasiu în prezența amoniacului, precum și prin reacții ale bromului sau bromurilor cu sărurile de potasiu.
Bromura de potasiu este utilizată pe scară largă în fotografie. Adesea servește ca sursă de brom în sinteza organică. Anterior, bromura de potasiu era folosită ca sedativ în medicină („brom”). Monocristalele de bromură de potasiu sunt folosite la fabricarea prismelor pentru spectrometre IR și, de asemenea, ca matrice pentru înregistrarea spectrelor IR ale solidelor.
Iodură de potasiu KI formează cristale incolore, care la lumină devin gălbui datorită oxidării de către oxigenul atmosferic și eliberării de iod. Prin urmare, iodura de potasiu este depozitată în sticle de sticlă închisă la culoare.
Iodura de potasiu se obține prin reacția iodului cu hidroxid de potasiu în prezența acidului formic sau a peroxidului de hidrogen, precum și prin reacții de schimb de ioduri cu săruri de potasiu. Este oxidat de acid azotic la iodat de potasiu KIO 3. Iodura de potasiu reacţionează cu iodul formând un complex K solubil în apă, iar cu clorul şi bromul dă K, respectiv K.
Iodura de potasiu este utilizată ca medicament în medicina umană și veterinară. Este un reactiv în iodometrie. Iodura de potasiu este un agent antifoliere în fotografie, o componentă electrolitică în convertoarele electrochimice, un aditiv pentru creșterea solubilității iodului în apă și solvenți polari, un microfertilizant.
sulfură de potasiu K 2 S este foarte solubil în apă. În timpul hidrolizei, creează un mediu alcalin în soluție:
K 2 S = 2K + + S 2– ; S 2– + H 2 O HS – + OH –
Sulfura de potasiu se oxidează cu ușurință în aer și arde atunci când este aprinsă. Se obține prin reacția carbonatului de potasiu sau de potasiu cu sulf fără acces la aer, precum și prin reducerea sulfatului de potasiu cu carbon.
Sulfura de potasiu este o componentă a emulsiilor fotosensibile în fotografie. Este folosit ca reactiv analitic pentru separarea sulfurilor metalice și ca component al compozițiilor pentru tratarea pieilor.
Când o soluție apoasă este saturată cu hidrogen sulfurat, se formează hidrosulfură de potasiu KHS, care poate fi izolată sub formă de cristale incolore. Este folosit în chimia analitică pentru separarea metalelor grele.
Prin încălzirea sulfurei de potasiu cu sulf se obțin polisulfuri de potasiu galbene sau roșii KS n (n= 2–6). Soluțiile apoase de polisulfuri de potasiu pot fi obținute prin fierbere soluții de hidroxid de potasiu sau sulfură cu sulf. Când carbonatul de potasiu este sinterizat cu exces de sulf în aer, se formează așa-numitul ficat de sulf - amestec KS nşi K2S2O3.
Polisulfurile sunt utilizate pentru sulfurarea oțelului și a fontei. Sulful hepatic este folosit ca medicament pentru tratarea bolilor de piele și ca pesticid.
Sulfat de potasiu K 2 SO 4 se găsește în mod natural în depozitele de săruri de potasiu și în apele lacurilor sărate. Poate fi obținut printr-o reacție de schimb între clorura de potasiu și acid sulfuric sau sulfații altor elemente.
Sulfatul de potasiu este folosit ca îngrășământ. Această substanță este mai scumpă decât clorura de potasiu, dar nu este higroscopică și nu se aglomera, spre deosebire de clorura de potasiu, sulfatul de potasiu poate fi utilizat pe orice sol, inclusiv pe solurile saline.
Alaunul și alți compuși de potasiu sunt obținuți din sulfatul de potasiu. Face parte din taxa în producția de sticlă.
azotat de potasiu KNO 3 este un agent oxidant puternic. Este adesea numit nitrat de potasiu. În natură, se formează în timpul descompunerii substanțelor organice ca urmare a activității bacteriilor nitrificatoare.
Azotatul de potasiu se obține prin reacția de schimb între clorura de potasiu și azotatul de sodiu, precum și prin acțiunea acidului azotic sau a gazelor azotate asupra carbonatului sau clorurii de potasiu.
Nitratul de potasiu este un îngrășământ excelent care conține atât potasiu, cât și azot, dar este folosit mai puțin decât clorura de potasiu datorită costului ridicat de producție. Azotatul de potasiu este folosit și pentru fabricarea pudrei negre și a compozițiilor pirotehnice, la producerea chibriturilor și a sticlei. În plus, este folosit la conservarea produselor din carne.
Carbonat de potasiu K 2 CO 3 se mai numește și potasiu. Obținut prin acțiunea dioxidului de carbon asupra soluțiilor de hidroxid de potasiu sau suspensiilor de carbonat de magneziu în prezența clorurii de potasiu. Este un produs secundar în timpul procesării nefelinei în alumină.
O cantitate semnificativă de carbonat de potasiu este conținută în cenușa vegetală. Cel mai mult potasiu este în cenușa de floarea soarelui – 36,3%. Există semnificativ mai puțin oxid de potasiu în cenușa lemnului de foc - de la 3,2% (lemn de foc de molid) la 13,8% (lemn de foc de mesteacăn). Există și mai puțin potasiu în cenușa de turbă.
Carbonatul de potasiu este utilizat în principal pentru a produce sticlă de înaltă calitate utilizată în lentile optice, tuburi de televiziune color și lămpi fluorescente. De asemenea, este folosit în producția de porțelan, coloranți și pigmenți.
Permanganat de potasiu KMnO 4 formează cristale violet închis. Soluțiile acestei substanțe au o culoare roșu-violet. Permanganatul de potasiu se obtine prin oxidarea anodica a manganului sau feromanganului intr-un mediu puternic alcalin.
Permanganatul de potasiu este un agent oxidant puternic. Este folosit ca agent de albire, de albire și de curățare. De asemenea, este folosit în sinteza organică, de exemplu, în producerea zaharinei.
Hidrură de potasiu KH este un solid alb care se descompune în substanțe simple atunci când este încălzit. Hidrura de potasiu este cel mai puternic agent reducător. Se aprinde în aer umed și în medii cu fluor sau clor. Hidrura de potasiu poate fi oxidată chiar și de agenți oxidanți slabi, cum ar fi apa și dioxidul de carbon:
KH + H20 = KOH + H2
KH + CO 2 = K(HCOO) (formiat de potasiu)
Hidrura de potasiu reacționează și cu acizii și alcoolii, care pot provoca incendii. Reduce hidrogenul sulfurat, acidul clorhidric și alte substanțe care conțin hidrogen (I):
2KH + H2S = K2S + 2H2
KH + HCI = KCI + H2
Hidrura de potasiu este utilizată ca agent reducător în sintezele anorganice și organice.
Cianură de potasiu KCN, cunoscut sub numele de cianura de potasiu, formează cristale incolore care sunt foarte solubile în apă și în unii solvenți neapoși. Într-o soluție apoasă, se hidrolizează treptat cu eliberarea de acid cianhidric HCN, iar când soluțiile apoase sunt fierte, se descompune în formiat de potasiu și amoniac.
În prezența cianurii de potasiu, pot apărea reacții neobișnuite, de exemplu, cuprul reacționează cu apa, eliberând hidrogen din aceasta și formând dicianocuprat (I) de potasiu:
În condiții similare, interacțiunea are loc în cazul aurului. Adevărat, acest metal mai puțin activ nu poate fi oxidat de apă, dar în prezența oxigenului intră în soluție sub formă de complex ciano - dicianoaurat de potasiu (I):
4Au + 8KCN + 2H 2 O + O 2 = 4K + 4NaOH
Cianura de potasiu se prepară prin reacția cianurii de hidrogen cu hidroxid de potasiu în exces. Este un reactiv pentru extragerea argintului și aurului din minereurile de calitate scăzută, o componentă a electroliților pentru purificarea platinei din argint și pentru galvanizarea auririi și argintării. Cianura de potasiu este utilizată ca reactiv în analiza chimică pentru determinarea argintului, nichelului și mercurului.
Cianura de potasiu este foarte toxică. Doza letală pentru om este de 120 mg.
Conexiuni complexe. Potasiul formează cei mai stabili compuși complecși cu liganzi polidentați (molecule sau ioni care pot fi legați de un atom prin mai multe legături), de exemplu, cu polieteri macrociclici (eteri coroană).
Eteri coroană (din engleză crown - crown) conțin peste 11 atomi în inel, dintre care cel puțin patru sunt atomi de oxigen. În denumirile triviale ale eterilor de coroană, numărul total de atomi din inel și numărul de atomi de oxigen sunt desemnate prin numere, care sunt plasate, respectiv, înainte și după cuvântul „coroană”. Astfel de nume sunt mult mai scurte decât cele sistematice. De exemplu, 12-corona-4 (Fig. 1) conform nomenclaturii internaționale se numește 1,4,7,10,13-tetraoxociclododecan.
Orez. 1. FORMULA GRAFICA 12-coroană-4 compuși.
Eteri coroană formează complexe stabili cu cationii metalici. În acest caz, cationul este inclus în cavitatea intramoleculară a eterului coroană și este reținut acolo datorită interacțiunii ion-dipol cu atomii de oxigen. Cele mai stabile complexe sunt cele cu cationi ai caror parametri geometrici corespund cavitatii eterului coroanei. Cu cationul de potasiu, cele mai stabile complexe sunt formate din eteri coroană care conțin 6 atomi de oxigen, de exemplu, 18-coroană-6 (Fig. 2).
Orez. 2. FORMULA GRAFICA kalias complexe 18-corona-6 .
Rolul biologic al potasiului(și sodiu). Potasiul împreună cu sodiul reglează procesele metabolice în organismele vii. În corpul uman, în interiorul celulelor există o cantitate mare de ioni de potasiu (0,12–0,16 mol/l), dar relativ puțini ioni de sodiu (0,01 mol/l). Conținutul de ioni de sodiu este mult mai mare în lichidul extracelular (aproximativ 0,12 mol/l), prin urmare ionii de potasiu controlează activitatea intracelulară, iar ionii de sodiu controlează activitatea intercelulară. Acești ioni nu se pot înlocui unul pe altul.
Existența unui gradient de sodiu-potasiu din părțile interioare și exterioare ale membranei celulare duce la apariția unei diferențe de potențial pe părțile opuse ale membranei. Fibrele nervoase sunt capabile să transmită impulsuri, iar mușchii sunt capabili să se contracte tocmai datorită existenței unei sarcini negative interne în raport cu suprafața exterioară a membranei. Astfel, în organism, ionii de sodiu și potasiu exercită un control fiziologic și mecanisme de declanșare. Ele contribuie la transmiterea impulsurilor nervoase. Psihicul uman depinde de echilibrul ionilor de sodiu și potasiu din organism. Concentrația ionilor de sodiu și potasiu reținută și eliberată prin rinichi este controlată de anumiți hormoni. Astfel, mineralocorticoizii cresc eliberarea ionilor de potasiu și reduc eliberarea ionilor de sodiu.
Ionii de potasiu fac parte din enzimele care catalizează transferul (transportul) ionilor prin biomembrane, procese redox și hidrolitice. Ele servesc, de asemenea, la menținerea structurii pereților celulari și la controlul stării acestora. Ionul de sodiu activează mai multe enzime pe care potasiul nu le poate activa, la fel cum ionul de sodiu nu poate acționa asupra enzimelor dependente de potasiu. Când acești ioni intră în celulă, ei sunt legați de liganzi adecvați în funcție de activitatea lor chimică. Rolul unor astfel de liganzi este jucat de compuși macrociclici, ai căror analogi model sunt eterii coroană. Unele antibiotice (cum ar fi valinomicina) transportă ionii de potasiu în mitocondrii.
S-a stabilit că funcționarea (Na + –K +)-ATPazei (adenozin trifosfatază), o enzimă membranară care catalizează hidroliza ATP, necesită atât ioni de sodiu, cât și de potasiu. ATP transportaza se leagă și eliberează ioni de sodiu și potasiu în anumite etape ale reacției enzimatice, deoarece afinitatea situsurilor active ale enzimei pentru ionii de sodiu și potasiu se modifică pe măsură ce reacția continuă. În acest caz, modificările structurale ale enzimei duc la faptul că cationii de sodiu și potasiu sunt acceptați pe o parte a membranei și eliberați pe cealaltă parte. Astfel, concomitent cu hidroliza ATP, are loc mișcarea selectivă a cationilor elementelor alcaline (lucrarea așa-numitei pompe Na–K).
Necesarul zilnic de potasiu pentru un copil este de 12-13 mg per 1 kg de greutate, iar pentru un adult - 2-3 mg, adică. de 4-6 ori mai puțin. O persoană obține cea mai mare parte a potasiului de care are nevoie din alimente de origine vegetală.
Elena Savinkina
Încărcare...