Калій
Ка́лій (рос. калий, англ. Potassium, potash; нім. Kalium n) — хімічний елемент, належить до групи лужних металів, символ К, ат. н. 19; ат. м. 39, 098. М'який сріблясто-білий метал. Хімічно дуже активний, сильний відновник, на повітрі легко окиснюється. Відкритий англійським хіміком Г. Деві в 1807. Густина 0,856. Т-ра плавлення 63,55 °C, т-ра кипіння 760 °C. Твердість за Брінеллем 400 кПа. Металічний К. легко ріжеться ножем. К. — один з найпоширеніших петрогенних елементів земної кори — 2,5% (за масою). Найважливіші мінерали: сильвін, карналіт, каїніт, лангбейніт. Вміст К. в ультраосновних гірських порід 0,03%, в основних 0,83%, середніх 2,3%, в кислих 3,34%. Максимальні концентрації К. (до 7%) виявлені в лужних породах агпаїтового ряду. Головні калійні мінерали в цих породах лужні польові шпати, слюда, нефелін, лейцит. При випаровуванні морської води в осад випадають такі мінерали К.: сильвініт, карналіт, каїніт, полігаліт. Внаслідок інтенсивного випаровування мор. води в минулі геологічні епохи, особливо в пермський період, були утворені великі родовища калійних солей.
Зміст |
Історія [ред.]
У 1807 р. англійський хімік Г. Деві електролізом твердого їдкого калій (KOH) виділив калій і назвав його потассієм. У 1809 Л. В. Гільберт запропонував назву «калій» (від араб. аль-калі — поташ).
Поширення в природі [ред.]
Калій — досить поширений хімічний елемент, на нього припадає 2,6% маси земної кори. У зв'язку з високою хімічною активністю у вільному стані в природі він не зустрічаються, а тільки у вигляді різних сполук. Деякі з них, як хлорид калію, утворюють потужні родовища.
Найбагатші у світі родовища солей калію у вигляді мінералів сильвіну KCl, сильвініту KCl·NaCl, карналіту KCl· MgCl2·6H2O і каїніту KCl·MgSO4·3H2O розташовані поблизу м. Солікамська. Крім того, значні поклади сполук калію знайдені в Білорусі (м. Солігорськ) і в Україні (м. Калуш і м. Стебник у Прикарпатті).
Фізичні властивості [ред.]
У вільному стані калій — сріблясто-білий легкий метал. Густина — 0,856 г/см3. Метал дуже м'який і легко ріжеться ножем. Температури плавлення — 63,38°С.
Хімічні властивості [ред.]
Калій належить до головної підгрупи першої групи періодичної системи Менделєєва. його атоми мають на зовнішньому електронному шарі по одному електрону, який вони легко втрачають і перетворюються в іони з одним позитивним зарядом. Тому в своїх сполуках калій буває лише позитивно одновалентним. Калій — дуже активний метал. Легко втрачаючи свої валентні електрони, він є дуже сильними відновником. В електрохімічному ряді напруг він займає перше місця зліва від водню. У сухому повітрі калій енергійно взаємодіє з киснем повітря і перетворюються в супероксид:
- 4K + O2 -> 2KO2
Тому його зберігають під шаром гасу або мінерального масла.
З галогенами калій реагує дуже енергійно з утворенням солей галогеноводневих кислот: KCl, KJ тощо. З рідким бромом він сполучаються навіть з вибухом. З сіркою при деякому нагріванні утворює сульфіди: K2S.
З водою реагує дуже бурхливо, навіть з вибухом. Ще більш бурхливо реагує з кислотами (теж з вибухом). У вологому повітрі метал легко перетворюються в гідроксид:
- 2K + 2H2O -> 2KOH + H2 ↑
а останній, взаємодіючи з вуглекислим газом повітря, — в карбонат:
- 2KOH + CO2 -> K2CO3 + H2O
При високій температурі калій може відновлювати оксиди алюмінію, силіцію тощо до вільних елементів:
- SiO2 + 4K -> Si + 2K2O
Одержання [ред.]
У вільному стані калій одержують електролізом розплавлених хлоридів або гідроксидів. При електролізі розплавлених їдких лугів позитивно заряджені іони металів притягаються до негативно зарядженого катода, приєднують по одному електрону (відновлюються) і перетворюються в атоми вільних металів, а негативно заряджені іони гідроксилу притягуються до позитивно зарядженого анода, віддають йому по одному електрону і перетворюються в електро-нейтральні групи OH, які розкладаються з утворенням води і кисню, що виділяється на аноді.
Одержання металічного калію електролізом розплавленого KCl можна зобразити такими рівняннями:
KCl
↑↓
— Катод <- К+ + Cl- -> Анод +
K+ + e = K° Cl- — e = Cl°
Застосування [ред.]
Металічний калій служить каталізатором при одержанні деяких видів синтетичного каучуку.
Сполуки калію застосовують у сільському господарстві як добрива, для виготовлення скла, вибухових речовин, у медицині, ядерній техніці тощо.
Застосовують альгіт калію для лікування захворювання губ у дітей.
Солі калію [ред.]
Калій утворює солі з усіма кислотами. Солі калію за своїми властивостями дуже близькі до солей натрію. Найважливіші з них:
- Хлорид калію KCl
- Нітрат калію KNO3
- Сульфат калію K2SO4
- Карбонат калію K2CO3, або поташ
- Дихромат калію K2Cr2O7
- Гексаціаноферат(III) калію
Див. також [ред.]
Джерела [ред.]
- Глосарій термінів з хімії // Й.Опейда, О.Швайка. Ін-т фізико-органічної хімії та вуглехімії ім.. Л. М. Литвиненка НАН України, Донецький національний університет — Донецьк: «Вебер», 2008. — 758 с. ISBN 978-966-335-206-0
- Ф. А. Деркач «Хімія» Л. 1968
- Мала гірнича енциклопедія. В 3-х т. / За ред. В. С. Білецького. — Донецьк: Донбас, 2004. — ISBN 966-7804-14-3.
