Калий

Калий
Калий (К)
(лат. Kalium)
- химический элемент с атомным номером 19, атомная масса
39,0983.
Калий принадлежит к числу щелочных металлов. В
периодической системе Менделеева калий занимает место в
четвертом периоде в подгруппе IА.
Электронная конфигурация: 1s22s22p63s23p64s1
На внешнем энергетическом уровне находится 1 неспаренный sэлектрон, поэтому калий всегда проявляет степень окисления +1
(валентность I). Пытаясь завершить внешний энергетический
уровень, атомы этих элементов отдают один электрон и проявляют
свойства активных восстановителей. Итак, калий - типичный
представитель щелочных металлических элементов.
В природе калий встречается только в соединениях с
другими элементами, например, в морской воде, а также во
многих минералах, т.к. очень быстро окисляется на воздухе и очень
легко вступает в химические реакции, особенно с водой,
образуя щёлочь.
Физические свойства
Калий — серебристое вещество с характерным блеском на
поверхности.
Металлический калий мягок, он легко режется ножом. Как и все
щелочные металлы, калий легко плавится (температура плавления
63,51°C) и начинает испаряться уже при нагревании (температура
кипения калия 761°C). Будучи внесённым в пламя горелки, калий (а
также его соединения) окрашивает пламя в характерный розовофиолетовый цвет.
Получение
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 расплавленных щелочей. При
электролизе расплавленных хлоридов на катоде выделяется
расплавленный калий, а на аноде — хлор:
При электролизе щелочей на катоде также выделяется
расплавленный калий, а на аноде — кислород:
Вода из расплава быстро испаряется. Чтобы калий не
взаимодействовал с хлором или кислородом, катод изготовляют
из меди. Анод изготовляют из никеля (при электролизе щелочей) либо
из графита (при электролизе хлоридов).
Важное промышленное значение имеют и методы термохимического
восстановления:
Химические свойства
Калий, как и другие щелочные металлы, химически очень активен.
Легко взаимодействует с кислородом воздуха с образованием смеси,
преимущественно состоящей из пероксида К2О2 и супероксида
KO2 (К2О4):
При нагревании на воздухе калий сгорает фиолетово-красным
пламенем. С водой и разбавленными кислотами калий
взаимодействует с взрывом (воспламеняется образующийся водород
(H)):
При сплавлении металлического калия со щелочами он
восстанавливает водород гидроксогруппы:
При нагревании до 200-300°C калий реагирует с водородом (H) с
образованием солеподобного гидрида КН:
При умеренном нагревании реагирует с газообразным аммиаком с
образованием амида
Металлический калий реагирует со спиртами с
образованием алкоголятов:
История открытия
Название: от арабского "аль-кали поташ" (давно известное
соединение калия, добывающееся из древесной золы).
История открытия соединения калия была известна с древности
и находила применение в различных областях человеческой
деятельности. Однако сам этот металл был впервые выделен в
свободном состоянии только в 1807 году в ходе экспериментов
английского ученого Г. Дэви. Дэви, используя гальванические
элементы как источник электрического тока, провел электролиз
расплавов поташа и таким образом выделил металлический калий,
который назвал «потассием» (отсюда сохранившееся в
англоязычных странах и Франции название калия — potassium). В
1809 английский химик Л. В. Гильберт предложил название
«калий».
Биологическая роль
Калий - минеральное вещество, металл, является жизненно
важным элементом для человека.
Калий регулирует кислотно-щелочное равновесие крови. Он
участвует в передаче нервных импульсов, активизирует работу ряда
ферментов, активизирует мышечную работу сердца, благотворно
влияет на работу кожи и почек.
Продукты питания богатые калием: картофель, крапива,
морковь, хрен, капуста, красная свекла, лук. Много калия в
сухофруктах, косточковых плодах, яблоках, винограде, бобовых.