Калій

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.

Калій (K)
Атомний номер 19
Зовнішній вигляд сріблясто-білий
м'ягкий метал
Властивості атома
Атомна маса
(молярна маса)
39.0983 а.о.м. (г/моль)
Радіус атома 235 пм
Енергія іонізації
(перший електрон)
418.5(4.34) кДж/моль (еВ)
Електронна конфігурація [Ar] 4s1
Хімічні властивості
Ковалентний радіус 203 пм
Радіус іона (+1e)133 пм
Електровід'ємність
(за Полінгом)
0.82
Електродний потенціал
Ступені окислення 1
Термодинамічні властивості
Густина 0.856 г/см3
Питома теплоємність 0.753 Дж/(K моль)
Теплопровідність 79.0 Вт/(м К)
Температура плавлення 336.53 K
Теплота плавлення 102.5 кДж/моль
Температура кипіння 1047 K
Теплота випаровування 2.33 кДж/моль
Молярний об'єм 45.3 см3/моль
Кристалічна ґратка
Структура ґратки кубічна об’ємоцентрована
Період ґратки 5.230 Å
Відношення c/a n/a
Температура Дебая 100.00 K
Періодична система елементів
H He
Li Be B C N O F Ne
Na Mg Al Si P S Cl Ar
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
Cs Ba * Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
Fr Ra ** Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Uub Uut Uuq Uup Uuh Uus Uuo
* La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
** Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr

Зміст

[ред.] Історія

У 1807 р. англійський хімік Деві електролізом твердого їдкого калі (KOH) виділив калій і назвав його потассієм. У 1809 Л. В. Гільберт запропонував назву «калій» (від араб. аль-калі - поташ).

[ред.] Поширення в природі

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 КСl• MgCl2•6H2O і каїніту KCl•MgSO4•3H2O розташовані поблизу м. Солікамська. Крім того, значні поклади сполук калію знайдені в Білорусії (м. Солігорськ) і в Україні (м. Калуш і м. Стебник у Прикарпатті).

[ред.] Фізичні властивості

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.

[ред.] Хімічні властивості

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 геміоксид:

  • 4K + O2 = 2K2O

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

[ред.] Одержання

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+ + Сl-  -> Анод +
  K+ + e = K°          Cl- — e = Cl°

[ред.] Застосування

Металічний калій служить каталізатором при одержанні деяких видів синтетичного каучуку.

[ред.] Солі калію

Калій утворює солі з усіма кислотами. Солі калію за своїми властивостями дуже близькі до солей натрію. Найважливіші з них:

[ред.] Дивись також

[ред.] Джерела

  • Ф. А. Деркач "Хімія" Л. 1968