Mikä on kaliumoksidin luonne. Kaliumoksidi: kaava, vuorovaikutus
Yhdisteitä on kolme pääluokkaa. Nämä ovat happoja, emäksiä ja oksideja. Happo koostuu vetykationista ja happojäännösanionista. Alkali - metallikationista ja hydroksyyliryhmästä. Puhumme oksideista tarkemmin myöhemmin.
Mikä on Oksidi?
Se on yhdiste, joka koostuu kahdesta erilaisesta kemiallisesta alkuaineesta, joista toinen on happi. Toinen voi olla metallia tai ei-metallia. Happiatomien lukumäärä riippuu yhdisteen muodostavan toisen kemiallisen alkuaineen valenssista. Joten esimerkiksi kaliumin valenssi on yksi, joten kaliumoksidi sisältää yhden happiatomin ja kaksi kaliumatomia. Kalsiumin valenssi on kaksi, joten sen oksidi koostuu yhdestä hapesta ja yhdestä kalsiumista. Fosforin valenssi on viisi, joten sen oksidi koostuu kahdesta fosforiatomista ja viidestä happiatomista.
Tässä artikkelissa puhumme yksityiskohtaisemmin kaliumoksidista. Nimittäin - sen fysikaalisista ja kemiallisista ominaisuuksista, sen soveltamisesta teollisuuden eri aloilla.
Kaliumoksidi: kaava
Koska tämän metallin valenssi on yksi ja hapen valenssi on kaksi, tämä kemiallinen yhdiste koostuu kahdesta metalliatomista ja yhdestä happiatomista. Joten, kaliumoksidi: kaava on K 2 O.
Fyysiset ominaisuudet
Kyseinen oksidi on väriltään vaaleankeltainen. Joskus se voi olla väritöntä. Huoneenlämmössä sillä on kiinteä aggregaatiotila.
Tämän aineen sulamispiste on 740 celsiusastetta.
Tiheys on 2,32 g / cm3.
Tämän oksidin lämpöhajoaminen tuottaa saman metallin peroksidin ja puhdasta kaliumia.
Liuotetaan orgaanisiin liuottimiin.
Se ei liukene veteen, vaan reagoi sen kanssa.
Erittäin hygroskooppinen.
K 2 O:n kemialliset ominaisuudet
Tällä aineella on kaikille emäksisille oksideille tyypilliset kemialliset ominaisuudet. Tarkastellaan tämän oksidin kemiallisia reaktioita eri aineiden kanssa järjestyksessä.
Reaktio veden kanssa
Ensinnäkin se pystyy reagoimaan veden kanssa muodostaen tuloksena tämän metallin hydroksidin.
Tällaisen reaktion yhtälö on seuraava:
- K2O + H20 = 2KON
Kun tiedät kunkin aineen moolimassan, yhtälöstä voidaan tehdä seuraava johtopäätös: 94 grammasta kyseistä oksidia ja 18 grammasta vettä voidaan saada 112 grammaa kaliumhydroksidia.
Muiden oksidien kanssa
Lisäksi kyseinen oksidi pystyy reagoimaan hiilidioksidin (hiilidioksidin) kanssa. Tämä muodostaa suolan - kaliumkarbonaatin.
Reaktioyhtälö kaliumoksidille ja hiilioksidille voidaan kirjoittaa seuraavasti:
- K 2 O + CO 2 = K 2 CO 3
Joten voimme päätellä, että 94 grammasta kyseistä oksidia ja 44 grammasta hiilidioksidia saadaan 138 grammaa kaliumkarbonaattia.
Myös kyseinen oksidi voi reagoida rikkioksidin kanssa. Tässä tapauksessa muodostuu toinen suola - kaliumsulfaatti.
Kaliumoksidin vuorovaikutus rikkioksidin kanssa voidaan ilmaista seuraavalla yhtälöllä:
- K 2 O + SO 3 = K 2 SO 4
Siitä voidaan nähdä, että ottamalla 94 grammaa kyseistä oksidia ja 80 grammaa rikkioksidia saadaan 174 grammaa kaliumsulfaattia.
Samalla tavalla K 2 O voi reagoida muiden oksidien kanssa.
Toinen vuorovaikutustyyppi on reaktiot ei happamien, vaan amfoteeristen oksidien kanssa. Tässä tapauksessa ei muodostu happoa, vaan suolaa. Esimerkki tällaisesta kemiallisesta prosessista on tarkasteltavana olevan oksidin vuorovaikutus sinkkioksidin kanssa.
Tämä reaktio voidaan ilmaista seuraavalla yhtälöllä:
- K 2 O + ZnO = K 2 ZnO 2
Se osoittaa, että kyseessä olevan oksidin ja sinkkioksidin vuorovaikutus muodostaa suolan, jota kutsutaan kaliumsinkaattiksi. Jos tiedät kaikkien aineiden moolimassan, voit laskea, että 94 grammasta K 2 O:ta ja 81 grammasta sinkkioksidia saat 175 grammaa kaliumsinkaattia.
Myös K 2 O pystyy olemaan vuorovaikutuksessa typpioksidin kanssa. Tämä muodostaa kahden suolan seoksen: kaliumnitraatin ja nitriitin. Tämän reaktion yhtälö näyttää tältä:
- K 2 O + 2NO 2 = KNO 3 + KNO 2
Jos tiedät aineiden moolimassat, voimme sanoa, että 94 grammasta kyseistä oksidia ja 92 grammasta typpioksidia voidaan saada 101 grammaa nitraattia ja 85 grammaa nitriittiä.
5vuorovaikutus happojen kanssa
Yleisin tapaus on kaliumoksidi + rikkihappo = kaliumsulfaatti + vesi. Reaktioyhtälö näyttää tältä:
- K 2 O + H 2 SO 4 = K 2 SO 4 + H 2 O
Yhtälöstä voimme päätellä, että saadaksesi 174 grammaa kaliumsulfaattia ja 18 grammaa vettä, sinun on otettava 94 grammaa kyseistä oksidia ja 98 grammaa rikkihappoa.
Kemiallinen vuorovaikutus kyseessä olevan oksidin ja typpihapon välillä tapahtuu samalla tavalla. Tämä tuottaa kaliumnitraattia ja vettä. Tämän reaktion yhtälö voidaan kirjoittaa seuraavasti:
- 2K20 + 4HNO3 = 4KNO3 + 2H2O
Siten 188 grammasta kyseistä oksidia ja 252 grammasta typpihappoa voidaan saada 404 grammaa kaliumnitraattia ja 36 grammaa vettä.
Samalla periaatteella tarkasteltu oksidi voi reagoida muiden happojen kanssa. Prosessissa muodostuu muita suoloja ja vettä. Joten esimerkiksi, kun tämä oksidi reagoi fosforihapon kanssa, saadaan fosfaattia ja vettä, kloridihapon kanssa - kloridia ja vettä ja niin edelleen.
K 2 O ja halogeenit
Tarkasteltu kemiallinen yhdiste pystyy reagoimaan tämän ryhmän aineiden kanssa. Halogeenit ovat yksinkertaisia yhdisteitä, jotka koostuvat useista saman kemiallisen alkuaineen atomeista. Näitä ovat esimerkiksi kloori, bromi, jodi ja jotkut muut.
Joten, kloori ja kaliumoksidi: yhtälö:
- К 2 О + СІ 2 = КСІ + КСІО
Tämän vuorovaikutuksen seurauksena muodostuu kaksi suolaa: kloridi ja kaliumhypokloriitti. 94 grammasta kyseistä oksidia ja 70 grammasta klooria saadaan 74 grammaa kaliumkloridia ja 90 grammaa kaliumhypokloriittia.
Vuorovaikutus ammoniakin kanssa
K 2 O pystyy reagoimaan tämän aineen kanssa. Tämän kemiallisen vuorovaikutuksen seurauksena muodostuu kaliumhydroksidia ja amidia. Tämän reaktion yhtälö on seuraava:
- K 2 O + NH 3 = KOH + KNH 2
Tietäen kaikkien aineiden moolimassat, on mahdollista laskea reagenssien ja reaktiotuotteiden suhteet. 94 grammasta kyseistä oksidia ja 17 grammasta ammoniakkia saadaan 56 grammaa kaliumhydroksidia ja 55 grammaa kaliumamidia.
Vuorovaikutus orgaanisten aineiden kanssa
Orgaanisista kemikaaleista kaliumoksidi on vuorovaikutuksessa eetterien ja alkoholien kanssa. Nämä reaktiot ovat kuitenkin hitaita ja vaativat erityisolosuhteita.
K 2 O:n saaminen
Tätä kemikaalia voidaan saada useilla tavoilla. Yleisimmät ovat:
- Kaliumnitraatista ja kaliummetallista. Näitä kahta reagoivaa ainetta kuumennetaan K20:n ja typen muodostamiseksi. Reaktioyhtälö on seuraava: 2KNO 3 + 10K = N 2 + 6K 2 O.
- Toinen menetelmä tapahtuu kahdessa vaiheessa. Ensin tapahtuu reaktio kaliumin ja hapen välillä, mikä johtaa kaliumperoksidin muodostumiseen. Reaktioyhtälö näyttää tältä: 2K + O 2 = K 2 O 2. Lisäksi peroksidi rikastetaan kaliumilla, minkä seurauksena saadaan kaliumoksidia. Reaktioyhtälö voidaan kirjoittaa seuraavasti: K 2 O 2 + 2K = 2K 2 O.
K 2 O:n käyttö teollisuudessa
Yleisimmin harkittua ainetta käytetään maatalousteollisuudessa. Tämä oksidi on yksi mineraalilannoitteiden komponenteista. Kalium on erittäin tärkeä kasveille, koska se lisää niiden vastustuskykyä eri sairauksia vastaan. Kyseistä ainetta käytetään myös rakentamisessa, koska sitä voi esiintyä joidenkin sementtityyppien koostumuksessa. Lisäksi sitä käytetään kemianteollisuudessa muiden kaliumyhdisteiden saamiseksi.
Kemiallisista alkuaineista kalium erottuu useista ainutlaatuisista fysikaalisista ja kemiallisista ominaisuuksistaan. Se kiinnostaa kemistejä korkean aktiivisuutensa vuoksi. Tämä aine reagoi välittömästi hapen kanssa, kuumennus ilmassa johtaa sen palamiseen, tämän reaktion tuotteesta tulee kaliumsuperoksidi. Vuorovaikutus veden ja happoliuosten kanssa johtaa voimakkaaseen syttymiseen ja jopa räjähdykseen. Kalium pystyy pelkistämään rikkihapon rikkivedyksi, rikkidioksidiksi ja rikiksi, ja pelkistyy molekyylitypeksi.
Jaksotaulukossa kaliumilla on yhdeksäntoista solua. Sen kuuluminen alkalimetalleihin selittää tämän aineen hopeanvalkoisen värin ja korkean plastisuuden; se on helppo leikata veitsellä ja sillä on korkea kemiallinen aktiivisuus. Tämä selittää sen tosiasian, että puhdasta kaliumia ei löydy luonnosta. Kaliumia sisältävistä aineista yleisin on merivesi, jota löytyy myös erilaisista mineraaleista. Tämän aineen hapettumisen nopeus johtaa siihen, että kaliumoksidi (kaava K2O) muuttuu nopeasti peroksiditilaan (K2O4).
Kaliumia voidaan saada kuumentamalla metalli 180 °C:seen hapettomassa ympäristössä tai kuumentamalla superoksidiseosta metallisen kaliumin kanssa. Komponenttina kaliumoksidia löytyy sementistä ja tietyntyyppisistä lannoitteista.
Kasvimaailmalle kaliumilla on suuri merkitys, se on typen ja fosforin ohella yksi kolmesta orgaanisten yhdisteiden päärakennusmateriaalista. Hedelmät ja hedelmien ja mukuloiden jatkosäilöntä liittyvät kaliumtasoon. Kaliumilla on tärkeä rooli sokerin kuljettamisessa ja kasvivarantojen muodostumisessa, mikä ilmenee tärkkelyksen lisääntymisenä mukuloissa, juurakoissa ja juurissa. Kaliumilla on myönteinen vaikutus kasvien kudosten ja niiden varsien tiheyden lisäämiseen. Kaliumin puute johtaa siihen, että kasvi ei pysty ottamaan kunnolla typpeä. Kasvit käyttävät kaliumhydroksidia. Se on vuorovaikutuksessa useiden aineiden kanssa, mikä varmistaa kasviorganismin normaalin elintärkeän toiminnan.
Joidenkin maaperän kaliumin puutetta kompensoidaan laajan kirjon käytöllä, niiden tuotanto perustuu luonnon kaliumsuolojen käyttöön, mineraaleja kutsutaan sylviniitiksi ja karnalliitiksi ja kaliumin rikkihapposuoloja ovat keniitti, kainiitti ja langbeiniitti. Mineraalien käyttö mahdollistaa korkean kaliumpitoisuuden omaavien lannoitteiden saamisen.
Yleisin kaliumoksidia sisältävä lannoite on Tämä seos on koostumus hienoksi jauhettua luonnollista alkuperää olevaa sylviniittiä, ja kaliumoksidia on 40%.
Aine, jolla on selvät emäksiset ominaisuudet, pystyy reagoimaan kiivaasti paitsi happojen, happamien oksidien ja jopa veden kanssa. Tämän yhdisteen ominaisuutta vaihtaa hiilidioksidi hapeksi käytetään laajalti eristävän toimintaperiaatteen kaasunaamareissa sekä sukellusveneissä. Absorbentti tässä tapauksessa on natriumperoksidin ja kaliumsuperoksidin ekvimolaarinen seos. Jos seos ei ole ekvimolaarinen natriumperoksidiylimäärän kanssa, kaasua imeytyy enemmän kuin vapautuu. Kahdesta tilavuudesta hiilidioksidia vapautuu yksi tilavuus happea. Tässä tapauksessa suljetussa tilassa paine laskee. Ylimäärä kaliumsuperoksidia absorboi kaksi tilavuutta ja vapauttaa kolme tilavuutta happea samalla, kun paine nousee. Seoksen ekvimolaarisuus mahdollistaa absorboituneiden ja kehittyneiden kaasujen tilavuuksien yhtälön saavuttamisen.
Peroksideja käytetään vahvana hapettimena tekstiiliteollisuudessa kankaiden valkaisuun.
Oppitunti on omistettu elementin ominaisuuksien tutkimukselle sen sijainnin perusteella elementtien jaksollisessa taulukossa. Oppitunnin aikana opit määrittämään elementin sijainnin perusteella jaksollisessa taulukossa sen atomin rakenteelliset ominaisuudet ja sen muodostamien aineiden ominaisuudet; vertaa näitä ominaisuuksia elementin "naapureiden" ominaisuuksiin alaryhmän ja ajanjakson mukaan.
Aihe: Tiivistelmä käsitellystä materiaalista
Oppitunti: Kemiallisen alkuaineen kuvaus sijainnin mukaan jaksollisessa taulukossa
1. Alkuaineen atomin rakenne
Jotta voit määrittää ytimen koostumuksen ja elektronien jakautumisen kemiallisen alkuaineen atomin kerrosten yli, sinun on tiedettävä alkuaineen järjestysnumero, jakson numero, ryhmän numero ja alaryhmä jaksollisessa taulukossa.
Katsotaanpa konkreettista esimerkkiä. Määritellään kaliumatomin rakenne. Kaliumin järjestysluku on 19. Järjestysluku määrittää protonien lukumäärän ytimessä ja elektronien kokonaismäärän atomissa. Tietyn atomin neutronien lukumäärä voidaan määrittää massaluvun ja protonien lukumäärän välisen eron perusteella. Kaliumiisotoopilla, jonka massaluku on 39, protonien lukumäärä on 19, neutronien lukumäärä on 39-19 = 20 ja elektronien lukumäärä on 19.
Jakson numerolla voidaan määrittää atomin elektronikerrosten lukumäärä. Kalium on neljännen jakson alkuaine, mikä tarkoittaa, että kaikki sen 19 elektronia sijaitsevat 4 elektronikerroksessa. On muistettava, että ensimmäisessä kerroksessa ei saa olla enempää kuin 2 elektronia ja toisessa enintään 8. Viimeisen kerroksen elektronien lukumäärä on yhtä suuri kuin ryhmänumero (pääalaryhmien elementeille). Kaliumilla on vain 1 ulkoelektroni, se sijaitsee neljännessä kerroksessa. Loput elektronit ovat kolmannessa kerroksessa. Siten kaliumatomissa elektroneja jakautuu kerrosten päälle seuraavasti: 2, 8, 8, 1 (kuva 1).
Riisi. 1. Kaavio kaliumatomin rakenteesta
Ryhmänumero ei määrittele vain ulkoisten elektronien määrää, vaan myös elementin korkeimman valenssin. V-VII-ryhmien elementtien alimman valenssin numeerinen arvo on 8 - ryhmän numero. Joten kaliumin korkein ja ainoa valenssi on I.
2. Alkuaineen muodostaman yksinkertaisen aineen ominaisuudet
Alkuaineen sijainnin perusteella jaksollisessa järjestelmässä voidaan määrittää sen kuuluvuus metalleihin tai ei-metalleihin sekä sen muodostaman korkeamman oksidin ja hydroksidin ominaisuudet. Diagonaalin Be-At:n yläpuolella sijaitsevat pääalaryhmien elementit kuuluvat ei-metalleihin. Loput elementit ovat metalleja. Tässä tapauksessa metalliset ominaisuudet heikkenevät jakson aikana vasemmalta oikealle ja lisääntyvät ryhmän ylhäältä alas.
Siten kalium on metalli. Sen metalliset ominaisuudet ovat selvempiä kuin natriumin ja kalsiumin.
3. Alkuaineen korkeamman oksidin ja hydroksidin kaava ja ominaisuudet
Jos alkuaine muodostaa yksinkertaisen metalliaineen, sen korkeampi oksidi ja hydroksidi ovat emäksisiä. Jos se on ei-metalli, se on hapanta. Jos siirtymämetalli - sitten amfoteerinen (kuva 2).
Riisi. 2. Alkuaineiden ominaisuuksien ja niiden muodostamien yhdisteiden välinen suhde
Koska kalium on metalli, sen korkeammalla oksidilla ja hydroksidilla on emäksisiä ominaisuuksia.
Tehdään korkeamman oksidin ja kaliumhydroksidin kaavat. Kaliumin korkein valenssi on I, mikä tarkoittaa, että korkeamman oksidin kaava on K2O, sen luonne on emäksinen.
Emäksinen oksidi vastaa emästä - KOH.
Voit vahvistaa kaliumoksidin ja -hydroksidin perusluonteen kirjoittamalla yhtälöt näiden aineiden reaktioihin hapon kanssa:
K2O + 2HCl = 2KCl + H2O
KOH + HCl = KCl + H2O
Ei-metalliset alkuaineet voivat muodostaa haihtuvia vetyyhdisteitä. Epämetallin haihtuvan vetyyhdisteen kaavan muodostamiseksi sinun on tiedettävä jälkimmäisen alin valenssi. Esimerkiksi haihtuva vetytyppiyhdiste on NH3 (typen alhaisin valenssi on III). Metallit eivät muodosta haihtuvia vetyyhdisteitä.
Jos vertaamme kaliumia naapurielementteihin alaryhmässä ja jaksossa, voimme sanoa, että sen oksidin ja hydroksidin pääominaisuudet ovat selvempiä kuin natrium- ja kalsiumoksidien ja -hydroksidien. Rubidium on reaktiivisempi metalli kuin kalium. Tämä tarkoittaa, että sen oksidin ja hydroksidin perusominaisuudet ovat selvempiä kuin kaliumoksidin ja -hydroksidin.
Elementin ominaisuudet suunnitelman mukaan
Luonnehditaan kemiallinen alkuaine rikki suunnitelman mukaan ottaen huomioon sen sijainti D.I.Mendelejevin alkuaineiden jaksollisessa taulukossa:
1. Kemiallinen merkki - S ("ES")
2. Sarjanumero - 19, VI ryhmä, A-alaryhmä, 3 jaksoa
3. Atomin rakenne:
4. Yksinkertaisen aineen ominaisuudet: S - ei-metalli
5. Korkein ja pienin valenssi: VI ja II
6. Ylivoimainen oksidi: SO3 (hapan)
Korkeampi hydroksidi: H2SO4 (happo)
7. Haihtuvan vetyyhdisteen kaava: H2S
Bibliografia
Orzhekovsky P.A. Kemia: 8. luokka: yleissivistävän oppikirja. toimielimet / P. A. Orzhekovsky, L. M. Meshcheryakova, M. M. Shalashova. - M .: Astrel, 2013. (§§45) Rudzitis G.E. Chemistry: Inorgan. kemia. Urut. kemia: oppikirja. 9 cl:lle. / G.E. Rudzitis, F.G. Feldman. - M .: Koulutus, JSC "Moscow textbooks", 2009. (§36) Khomchenko ID Kokoelma kemian tehtäviä ja harjoituksia lukioon. - M .: RIA "New Wave": Kustantaja Umerenkov, 2008. (s. 35-36) Tietosanakirja lapsille. Osa 17. Kemia / Kap. toim. V.A. Volodin, johtaja. tieteellinen. toim. I. Leenson. - M .: Avanta +, 2003.
InternetUrok. ru. Kaukoidän osavaltion rautatieyliopisto.
Kotitehtävät
Kanssa. 255 nro 1-3 oppikirjasta P. A. Orzhekovsky "Kemia: 8. luokka" / P. A. Orzhekovsky, L. M. Meshcheryakova, M. M. Shalashova. - M .: Astrel, 2013. Kuvaile alkuaine nro 20 yllä olevan suunnitelman mukaisesti.
Tämä artikkeli kuvaa kaliumia fysiikan ja kemian kannalta. Ensimmäinen näistä tieteistä tutkii aineiden mekaanisia ja ulkoisia ominaisuuksia. Ja toinen, heidän vuorovaikutuksensa keskenään, on kemia. Kalium on jaksollisen järjestelmän yhdeksästoista alkuaine. Se kuuluu Tässä artikkelissa tarkastellaan kaliumin elektronista kaavaa ja sen käyttäytymistä muiden aineiden kanssa jne. Tämä on yksi aktiivisimmista metalleista. Tiede, joka tutkii tätä ja muita elementtejä, on kemia. Luokka 8 mahdollistaa niiden ominaisuuksien tutkimisen. Siksi tämä artikkeli on hyödyllinen koululaisille. Joten aloitetaan.
Kaliumin karakterisointi fysiikan näkökulmasta
Tämä on yksinkertainen aine, joka normaaleissa olosuhteissa on kiinteässä aggregaatiotilassa. Sulamispiste on kuusikymmentäkolme celsiusastetta. Tämä metalli kiehuu, kun lämpötila saavuttaa seitsemänsataakuusikymmentäyksi celsiusastetta. Kyseisellä aineella on hopeanvalkoinen väri. Siinä on metallinen kiilto.
Kaliumin tiheys on kahdeksankymmentäkuusi sadasosaa grammaa kuutiosenttimetriä kohden. Se on erittäin kevyt metalli. Kaliumin kaava on hyvin yksinkertainen - se ei muodosta molekyylejä. Tämä aine koostuu atomeista, jotka sijaitsevat lähellä toisiaan ja joilla on kidehila. Kaliumin atomimassa on kolmekymmentäyhdeksän grammaa moolia kohden. Sen kovuus on erittäin alhainen - se voidaan helposti leikata veitsellä, kuten juusto.
Kalium ja kemia
Aloitetaan siitä, että kalium on kemiallinen alkuaine, jolla on erittäin korkea kemiallinen aktiivisuus. Et voi edes säilyttää sitä ulkona, koska se alkaa välittömästi reagoida sitä ympäröivien aineiden kanssa. Kalium on kemiallinen alkuaine, joka kuuluu jaksollisen järjestelmän ensimmäiseen ryhmään ja neljänteen jaksoon. Sillä on kaikki metalleille ominaiset ominaisuudet.
Vuorovaikutus yksinkertaisten aineiden kanssa
Näitä ovat: happi, typpi, rikki, fosfori, halogeenit (jodi, fluori, kloori, bromi). Tarkastellaan kaliumin vuorovaikutusta kunkin kanssa järjestyksessä. Tätä reaktiota hapen kanssa kutsutaan hapetukseksi. Tämän kemiallisen reaktion aikana kaliumia ja happea kuluu moolisuhteessa neljä osaa yhteen, jolloin muodostuu kyseessä olevan metallin oksidia kaksi osaa. Tämä vuorovaikutus voidaan ilmaista käyttämällä seuraavaa reaktioyhtälöä: 4K + O2 = 2K2O. Kun kalium palaa, voit tarkkailla
Siksi tätä reaktiota pidetään kvalitatiivisena kaliumin määrittämisessä. Reaktiot halogeenien kanssa on nimetty näiden kemiallisten alkuaineiden nimien mukaan: jodaus, fluoraus, klooraus, bromaus. Näitä vuorovaikutuksia voidaan kutsua additioreaktioksi, koska kahden eri aineen atomit yhdistyvät yhdeksi. Esimerkki tällaisesta prosessista on kaliumin ja kloorin välinen reaktio, jonka seurauksena muodostuu kyseessä olevan metallin kloridia. Tämän vuorovaikutuksen suorittamiseksi on otettava nämä kaksi komponenttia - kaksi moolia ensimmäistä ja yksi toisesta. Tämän seurauksena muodostuu kaksi moolia kaliumyhdistettä. Tämä reaktio ilmaistaan seuraavalla yhtälöllä: 2K + CІ2 = 2KSI. Kalium voi muodostaa yhdisteitä typen kanssa palaessaan ulkoilmassa. Tämän reaktion aikana kyseistä metallia ja typpeä kuluu moolisuhteessa kuusi osaa yhteen, tämän vuorovaikutuksen seurauksena muodostuu kaliumnitridiä kaksi osaa. Tämä voidaan esittää seuraavan yhtälön muodossa: 6K + N2 = 2K3N. Tämä yhdiste on vihermustia kiteitä. Kyseinen metalli reagoi fosforin kanssa samalla periaatteella. Jos otetaan kolme moolia kaliumia ja yksi mooli fosforia, saadaan yksi mooli fosfidia. Tämä kemiallinen vuorovaikutus voidaan kirjoittaa seuraavan reaktioyhtälön muotoon: 3K + P = K3R. Lisäksi kalium pystyy reagoimaan vedyn kanssa muodostaen hydridin. Esimerkkinä voidaan antaa seuraava yhtälö: 2K + H2 = 2KH. Kaikki additioreaktiot tapahtuvat vain korkeissa lämpötiloissa.
Vuorovaikutus monimutkaisten aineiden kanssa
Kaliumin karakterisointi kemian näkökulmasta mahdollistaa myös tämän aiheen tarkastelun. Joihin kalium pystyy reagoimaan, kuuluvat vesi, hapot, suolat, oksidit. Kyseinen metalli reagoi niiden kaikkien kanssa eri tavoin.
Kalium ja vesi
Tämä kemiallinen alkuaine reagoi kiivaasti sen kanssa. Tämä tuottaa sekä hydroksidia että vetyä. Jos otamme kaksi moolia kaliumia ja vettä, saamme saman ja yhden moolin vetyä. Tämä kemiallinen vuorovaikutus voidaan ilmaista käyttämällä seuraavaa yhtälöä: 2K + 2H2O = 2KOH = H2.
Reaktiot happojen kanssa
Koska kalium on aktiivinen metalli, se syrjäyttää helposti vetyatomit yhdisteistään. Esimerkkinä voisi olla reaktio, joka tapahtuu kyseisen aineen ja kloorivetyhapon välillä. Sen suorittamiseksi sinun on otettava kaksi moolia kaliumia sekä happoa samassa määrässä. Tuloksena on - kaksi moolia ja vety - yksi mooli. Tämä prosessi voidaan kirjoittaa seuraavalla yhtälöllä: 2K + 2HCI = 2KSI + H2.
Kalium ja oksidit
Tämän epäorgaanisten aineiden ryhmän kanssa kyseinen metalli reagoi vain merkittävällä kuumennuksella. Jos oksidin metalliatomi on passiivisempi kuin se, josta tässä artikkelissa puhumme, tapahtuu itse asiassa vaihtoreaktio. Esimerkiksi jos otamme kaksi moolia kaliumia ja yksi mooli kuprumoksidia, niin niiden vuorovaikutuksen tuloksena voidaan saada yksi mooli kyseessä olevan kemiallisen alkuaineen oksidia ja puhdasta kupria. Tämä voidaan esittää tämän yhtälön muodossa: 2K + CuO = K2O + Cu. Tässä tulevat esiin kaliumin vahvat pelkistävät ominaisuudet.
Vuorovaikutus emästen kanssa
Kalium pystyy reagoimaan metallihydroksidien kanssa, jotka sijaitsevat sen oikealla puolella sähkökemiallisella aktiivisuusalueella. Tässä tapauksessa myös sen korjaavat ominaisuudet ilmenevät. Esimerkiksi, jos otamme kaksi moolia kaliumia ja yksi mooli bariumhydroksidia, niin substituutioreaktion seurauksena saamme aineita, kuten kaliumhydroksidia, kahden moolin määrä ja puhdasta bariumia (yksi mooli) - se saostuu. Esitetty kemiallinen vuorovaikutus voidaan esittää seuraavana yhtälönä: 2K + Ba (OH) 2 = 2KON + Ba.
Reaktiot suolojen kanssa
Tässä tapauksessa kalium osoittaa edelleen ominaisuuksiaan vahvana pelkistimenä. Korvaamalla kemiallisesti passiivisempien alkuaineiden atomit, voit saada puhdasta metallia. Jos esimerkiksi lisäämme kahteen mooliin kolme moolia kaliumia, niin tämän reaktion tuloksena saadaan kolme moolia kaliumkloridia ja kaksi moolia alumiinia. Tämä prosessi voidaan ilmaista yhtälöllä seuraavasti: 3K + 2АІСІ3 = 3КСІ2 + 2АІ.
Reaktiot rasvojen kanssa
Jos lisäät kaliumia mihin tahansa tämän ryhmän orgaaniseen aineeseen, se syrjäyttää myös yhden vetyatomeista. Esimerkiksi kun steariini sekoitetaan kyseessä olevan metallin kanssa, muodostuu kaliumstearaattia ja vetyä. Tuloksena olevaa ainetta käytetään nestesaippuan valmistukseen. Tähän päättyy kaliumin karakterisointi ja sen vuorovaikutukset muiden aineiden kanssa.
Kaliumin ja sen yhdisteiden käyttö
Kuten kaikki metallit, tämä esine on välttämätön monille teollisille prosesseille. Kaliumia käytetään pääasiassa kemianteollisuudessa. Korkean kemiallisen aktiivisuutensa, voimakkaiden alkalimetalli- ja pelkistysominaisuuksiensa ansiosta sitä käytetään reagenssina moniin vuorovaikutuksiin ja erilaisten aineiden saamiseksi. Lisäksi kaliumpitoisia metalliseoksia käytetään jäähdytysaineina ydinreaktoreissa. Myös tässä artikkelissa käsiteltyä metallia voidaan soveltaa sähkötekniikassa. Kaiken edellä mainitun lisäksi se on yksi kasvilannoitteiden pääkomponenteista. Lisäksi sen yhdisteitä käytetään monilla eri teollisuudenaloilla. Joten kullan louhinnassa käytetään kaliumsyanidia, joka toimii reagenssina arvokkaiden metallien uuttamiseen malmeista. Lasin valmistuksessa kyseisen alkuaineen fosfaatteja käytetään kaikenlaisten puhdistusaineiden ja jauheiden komponentteina. Tämän metallin kloraattia on tulitikkuissa. Vanhojen kameroiden filmien valmistuksessa käytettiin kyseisen elementin bromidia. Kuten jo tiedät, se voidaan saada bromaamalla kaliumia korkeassa lämpötilassa. Lääketieteessä käytetään tämän kemiallisen alkuaineen kloridia. Saippuan valmistuksessa - stearaatti ja muut rasvajohdannaiset.
Kyseisen metallin hankkiminen
Nykyään kalium louhitaan laboratorioissa kahdella päätavalla. Ensimmäinen on sen pelkistys hydroksidista natriumilla, joka on kemiallisesti jopa aktiivisempi kuin kalium. Ja toinen on sen saaminen kloridista, myös natriumin avulla. Jos lisäät saman määrän natriumia yhteen mooliin kaliumhydroksidia, muodostuu yksi mooli natriumalkalia ja yksi mooli puhdasta kaliumia. Tämän reaktion yhtälö on seuraava: KOH + Na = NaOH + K. Toisen reaktion suorittamiseksi sinun on sekoitettava kyseessä olevan metallin kloridi ja natrium yhtäläisissä moolisuhteissa. Tämän seurauksena aineita, kuten keittiösuolaa ja kaliumia, muodostuu samassa suhteessa. Tämä kemiallinen vuorovaikutus voidaan ilmaista käyttämällä seuraavaa reaktioyhtälöä: KCl + Na = NaCl + K.
Kaliumrakenne
Tietyn kemiallisen alkuaineen atomi, kuten kaikki muutkin, koostuu ytimestä, joka sisältää protoneja ja neutroneja sekä sen ympärillä pyöriviä elektroneja. Elektronien lukumäärä on aina yhtä suuri kuin ytimen sisällä olevien protonien lukumäärä. Jos jokin elektroni irtoaa tai kiinnittyy atomiin, se lakkaa olemasta neutraali ja muuttuu ioniksi. Niitä on kahta tyyppiä: kationeja ja anioneja. Ensimmäiset ovat positiivisesti varautuneita, kun taas jälkimmäiset ovat negatiivisia. Jos elektroni on kiinnittynyt atomiin, se muuttuu anioniksi, jos jokin elektroneista poistuu kiertoradalta, neutraalista atomista tulee kationi. Koska kaliumin järjestysluku jaksollisen taulukon mukaan on yhdeksäntoista, niin tietyn kemiallisen alkuaineen ytimessä olevien protonien määrä on sama. Siksi voimme päätellä, että ytimen ympärillä on 19 elektronia. Atomin rakenteen sisältämien protonien lukumäärä voidaan määrittää vähentämällä kemiallisen alkuaineen järjestysluku atomimassasta. Joten voimme päätellä, että kaliumytimessä on kaksikymmentä protonia. Koska tässä artikkelissa tarkasteltu metalli kuuluu neljänteen jaksoon, sillä on neljä kiertorataa, joilla elektronit sijaitsevat tasaisesti ja jotka ovat liikkeessä koko ajan. Kaliumkaavio näyttää tältä: ensimmäisellä kiertoradalla on kaksi elektronia ja toisella kahdeksan; samoin kuin kolmannella, viimeisellä, neljännellä kiertoradalla, vain yksi elektroni pyörii. Tämä selittää tämän metallin korkean kemiallisen aktiivisuuden - sen viimeinen kiertorata ei ole täysin täytetty, joten sillä on taipumus yhdistyä joidenkin muiden atomien kanssa, minkä seurauksena niiden viimeisten kiertoradan elektronit yleistyvät.
Mistä löydät tämän elementin luonnosta?
Koska sillä on erittäin korkea kemiallinen aktiivisuus, sitä ei löydy missään planeetalla puhtaassa muodossaan. Se voidaan nähdä vain osana erilaisia yhdisteitä. kaliumia maankuoressa on 2,4 prosenttia. Yleisimmät kaliumia sisältävät mineraalit ovat salviniitti ja karnalliitti. Ensimmäisellä on seuraava kemiallinen kaava: NaCl.KCl. Sillä on kirjava väri ja se koostuu monista erivärisistä kiteistä. Riippuen kalium- ja natriumkloridin suhteesta sekä epäpuhtauksien läsnäolosta, se voi sisältää punaisia, sinisiä, vaaleanpunaisia, oransseja komponentteja. Toinen mineraali - karnalliitti - näyttää läpinäkyviltä, vaaleansinisiltä, vaaleanpunaisilta tai vaaleankeltaisilta kiteiltä. Sen kemiallinen kaava näyttää tältä: KCl.MgCl2.6H2O. Se on kiteinen hydraatti.
Kaliumin rooli elimistössä, puutteen ja ylimäärän oireet
Yhdessä natriumin kanssa se ylläpitää solun vesi-suolatasapainoa. Hän osallistuu myös hermoimpulssien välittämiseen kalvojen välillä. Lisäksi se säätelee happo-emästasapainoa solussa ja koko kehossa. Se osallistuu aineenvaihduntaprosesseihin, ehkäisee turvotuksen esiintymistä, on osa sytoplasmaa - noin 50 prosenttia siitä - kyseessä olevan metallin suola. Tärkeimmät merkit siitä, että elimistö ei saa tarpeeksi kaliumia, ovat turvotus, sairauksien, kuten vesivatsan, ilmaantuminen, ärtyneisyys ja hermoston toimintahäiriöt, reaktion estyminen ja muistin heikkeneminen.
Lisäksi tämän mikroelementin riittämätön määrä vaikuttaa negatiivisesti sydän- ja verisuonijärjestelmiin. Pitkäaikainen kaliumin puute voi aiheuttaa sydänkohtauksen tai aivohalvauksen. Mutta ylimääräisen kaliumin vuoksi kehossa voi kehittyä ohutsuolen haavauma. Tasapainottaaksesi ruokavaliotasi niin, että saat oikean määrän kaliumia, sinun on tiedettävä, mitkä ruoat sisältävät sitä.
Ruoat, joissa on paljon tätä hivenravinnetta
Ensinnäkin nämä ovat pähkinöitä, kuten cashewpähkinät, saksanpähkinät, hasselpähkinät, maapähkinät, mantelit. Myös suuri määrä sitä löytyy perunoista. Lisäksi kaliumia löytyy kuivatuista hedelmistä, kuten rusinoista, kuivatuista aprikooseista ja luumuista. Pinjansiemenissä on myös runsaasti tätä alkuainetta. Sen korkea pitoisuus havaitaan myös palkokasveissa: pavut, herneet, linssit. Merilevä sisältää myös runsaasti tätä kemiallista alkuainetta. Muita elintarvikkeita, joissa on paljon tätä alkuainetta, ovat vihreä tee ja kaakao. Lisäksi sitä löytyy korkeina pitoisuuksina monissa hedelmissä, kuten avokadoissa, banaaneissa, persikoissa, appelsiineissa, greipeissä ja omenoissa. Monet viljat sisältävät runsaasti kyseistä hivenainetta. Tämä on pääasiassa ohraa sekä vehnää ja tattarirouhetta. Persilja ja ruusukaali sisältävät myös runsaasti kaliumia. Sitä löytyy myös porkkanoista ja meloneista. Sipuli ja valkosipuli sisältävät huomattavan määrän kyseistä kemiallista alkuainetta. Kananmunat, maito ja juusto sisältävät myös runsaasti kaliumia. Tämän kemiallisen alkuaineen päivittäinen määrä keskimääräiselle ihmiselle on kolmesta viiteen grammaan.
Johtopäätös
Tämän artikkelin lukemisen jälkeen voimme päätellä, että kalium on erittäin tärkeä kemiallinen alkuaine. Sitä tarvitaan monien yhdisteiden synteesiin kemianteollisuudessa. Sitä käytetään myös monilla muilla teollisuudenaloilla. Se on myös erittäin tärkeä ihmiskeholle, joten sen on mentävä sinne säännöllisesti ja tarvittava määrä ruoan kanssa.
Kaliumoksidi on kiteinen kiinteä aine, joka muodostaa värittömiä kiteitä. Siinä on kaksi vakaata kiteistä muunnelmaa: kuutio (372 ° C asti) ja kuusikulmainen (yli 372 ° C).
- Sulamispiste - 740 °C.
- Tiheys - 2,32 g / cm3.
Kaliumoksidi sulaa ilmassa ja absorboi hiilidioksidia, muodostaa K 2 CO 3:a. Se on voimakkaassa vuorovaikutuksessa veden kanssa muodostaen KOH:ta. Reagoi eetterin ja alkoholin kanssa.
250 °C:n lämpötilassa se reagoi H2:n kanssa. Tässä tapauksessa muodostuu KOH. Samassa lämpötilassa se on vuorovaikutuksessa NH3:n kanssa muodostaen KOH:ta ja KNH2:ta.
3D-malli molekyylistä
Tulee voimakkaasti vuorovaikutusreaktioihin halogeenien, sulaneiden ja erilaisten happojen kanssa. Kuumennettaessa boorin, alumiinin ja piin oksideilla muodostuu boraatteja, aluminaatteja ja polysilikaatteja.
NO 2:lla kuumennettaessa muodostuu KNO 3:n ja KNO 2:n seos.
Kaliumoksidia saadaan:
Kaliumoksidipitoisuus maaperässä ja lannoitteissa
Kasvien kaliumin saatavuus riippuu maaperän kaliumin saatavuudesta. AUC-kationit ja vesiliukoiset kaliumyhdisteet ovat kasvien tärkeimmät kaliumravinnon lähteet. Tässä suhteessa kaliumin saanti maaperään kasvien ravinnoksi ilmaistaan pitoisuudella liikkuvassa muodossa ja kaliumoksidin K 2 O kautta. Tämä arvo ilmaisee vaihdettavan ja vesiliukoisen kalsiumin kokonaismäärää mg / kg maaperästä.
Potaskan lannoitteet liukenevat hyvin veteen. Maaperään joutuessaan ne liukenevat nopeasti ja ovat vuorovaikutuksessa AUC:n kanssa vaihtoreaktioiden perusteella. Osa lannoitteiden kaliumista menee vaihtokelpoisiin kiinteisiin maaperäyhdisteisiin.