Mi a kálium-oxid természete. Kálium-oxid: képlet, kölcsönhatás
A vegyületeknek három fő osztálya van. Ezek savak, lúgok és oxidok. A sav egy hidrogénkationból és egy savmaradék anionból áll. Alkáli - fémkationból és hidroxilcsoportból. Az oxidokról később részletesebben szólunk.
Mi az oxid?
Ez egy vegyület, amely két különböző kémiai elemből áll, amelyek közül az egyik az oxigén. A második lehet fém vagy nem fém. Az oxigénatomok száma a vegyületet alkotó második kémiai elem vegyértékétől függ. Így például a kálium vegyértéke egy, tehát a kálium-oxid egy oxigénatomot és két káliumatomot tartalmaz. A kalcium vegyértéke kettő, így oxidja egy oxigénből és egy kalciumból fog állni. A foszfor vegyértéke öt, tehát oxidja két foszforatomból és öt oxigénatomból áll.
Ebben a cikkben részletesebben fogunk beszélni a kálium-oxidról. Mégpedig - fizikai és kémiai tulajdonságairól, az ipar különböző területein történő alkalmazásáról.
Kálium-oxid: képlet
Mivel ennek a fémnek a vegyértéke egy, az oxigén vegyértéke pedig kettő, ez a kémiai vegyület két fématomból és egy oxigénatomból áll. Tehát kálium-oxid: a képlet K 2 O.
Fizikai tulajdonságok
A kérdéses oxid halványsárga színű. Néha színtelen is lehet. Szobahőmérsékleten szilárd halmazállapotú.
Ennek az anyagnak az olvadáspontja 740 Celsius fok.
Sűrűsége 2,32 g / cm3.
Ennek az oxidnak a termikus bomlása ugyanazon fém peroxidját és tiszta káliumot eredményezi.
Oldjuk fel szerves oldószerekben.
Vízben nem oldódik, hanem reagál vele.
Erősen higroszkópos.
A K 2 O kémiai tulajdonságai
Ez az anyag az összes bázikus oxidra jellemző kémiai tulajdonságokkal rendelkezik. Tekintsük ennek az oxidnak a kémiai reakcióit különböző anyagokkal sorrendben.
Reakció vízzel
Először is képes reagálni vízzel, és ennek eredményeként ennek a fémnek a hidroxidja keletkezik.
Az ilyen reakció egyenlete a következő:
- K 2 O + H 2 O = 2KON
Az egyes anyagok moláris tömegének ismeretében az egyenletből a következő következtetés vonható le: 94 gramm szóban forgó oxidból és 18 gramm vízből 112 gramm kálium-hidroxid nyerhető.
Más oxidokkal
Ezenkívül a kérdéses oxid képes reagálni szén-dioxiddal (szén-dioxid). Ez egy só-kálium-karbonátot képez.
A kálium-oxid és a szén-oxid reakcióegyenlete a következőképpen írható fel:
- K 2 O + CO 2 = K 2 CO 3
Tehát arra a következtetésre juthatunk, hogy 94 gramm szóban forgó oxidból és 44 gramm szén-dioxidból 138 gramm kálium-karbonátot kapunk.
Ezenkívül a kérdéses oxid reagálhat kén-oxiddal. Ebben az esetben egy másik só képződik - kálium-szulfát.
A kálium-oxid és a kén-oxid kölcsönhatása a következő egyenlettel fejezhető ki:
- K 2 O + SO 3 = K 2 SO 4
Látható belőle, hogy 94 gramm szóban forgó oxid és 80 gramm kén-oxid felvételével 174 gramm kálium-szulfátot kaphatunk.
Ugyanígy a K 2 O más oxidokkal is reagálhat.
A kölcsönhatás másik típusa a nem savas, hanem amfoter oxidokkal való reakció. Ebben az esetben nem sav, hanem só képződik. Ilyen kémiai folyamatra példa a szóban forgó oxid és a cink-oxid kölcsönhatása.
Ez a reakció a következő egyenlettel fejezhető ki:
- K 2 O + ZnO = K 2 ZnO 2
Ez azt mutatja, hogy a kérdéses oxid és a cink-oxid kölcsönhatása egy kálium-cinkát nevű sót képez. Ha ismeri az összes anyag moláris tömegét, akkor kiszámíthatja, hogy 94 gramm K 2 O-ból és 81 gramm cink-oxidból 175 gramm kálium-cinkátot kaphat.
A K 2 O is képes kölcsönhatásba lépni a nitrogén-oxiddal. Ez két só keverékét képezi: kálium-nitrát és nitrit. Ennek a reakciónak az egyenlete így néz ki:
- K 2 O + 2NO 2 = KNO 3 + KNO 2
Ha ismeri az anyagok moláris tömegét, akkor azt mondhatjuk, hogy 94 gramm szóban forgó oxidból és 92 gramm nitrogén-oxidból 101 gramm nitrát és 85 gramm nitrit nyerhető.
5 savakkal való kölcsönhatás
A leggyakoribb eset a kálium-oxid + kénsav = kálium-szulfát + víz. A reakcióegyenlet így néz ki:
- K 2 O + H 2 SO 4 = K 2 SO 4 + H 2 O
Az egyenletből arra következtethetünk, hogy 174 gramm kálium-szulfát és 18 gramm víz előállításához 94 gramm szóban forgó oxidot és 98 gramm kénsavat kell venni.
Hasonló módon megy végbe a kérdéses oxid és a salétromsav közötti kémiai kölcsönhatás. Ez kálium-nitrátot és vizet termel. Ennek a reakciónak az egyenlete a következőképpen írható fel:
- 2K 2 O + 4HNO 3 = 4KNO 3 + 2H 2 O
Így 188 gramm szóban forgó oxidból és 252 gramm salétromsavból 404 gramm kálium-nitrát és 36 gramm víz nyerhető.
Ugyanezen elv szerint a szóban forgó oxid reakcióba léphet más savakkal. A folyamat során más sók és víz képződnek. Így például, amikor ez az oxid reagál foszforsavval, foszfát és víz keletkezik, kloridsavval, kloriddal és vízzel stb.
K 2 O és halogének
A szóban forgó kémiai vegyület képes reagálni ebbe a csoportba tartozó anyagokkal. A halogének egyszerű vegyületek, amelyek ugyanazon kémiai elem több atomjából állnak. Ilyen például a klór, bróm, jód és néhány más.
Tehát klór és kálium-oxid: az egyenlet:
- К 2 О + СІ 2 = КСІ + КСІО
E kölcsönhatás eredményeként két só képződik: klorid és kálium-hipoklorit. 94 gramm szóban forgó oxidból és 70 gramm klórból 74 gramm kálium-kloridot és 90 gramm kálium-hipokloritot kapnak.
Kölcsönhatás ammóniával
A K 2 O képes reagálni ezzel az anyaggal. E kémiai kölcsönhatás eredményeként kálium-hidroxid és amid keletkezik. Ennek a reakciónak az egyenlete a következő:
- K 2 O + NH 3 = KOH + KNH 2
Az összes anyag moláris tömegének ismeretében kiszámítható a reagensek és a reakciótermékek aránya. 94 gramm szóban forgó oxidból és 17 gramm ammóniából 56 gramm kálium-hidroxidot és 55 gramm kálium-amidot lehet előállítani.
Kölcsönhatás szerves anyagokkal
A szerves vegyszerek közül a kálium-oxid kölcsönhatásba lép éterekkel és alkoholokkal. Ezek a reakciók azonban lassúak és különleges körülményeket igényelnek.
K 2 O beszerzése
Ezt a vegyszert többféleképpen lehet beszerezni. A leggyakoribbak a következők:
- Kálium-nitrátból és káliumfémből. A két reagenst felmelegítik, hogy K 2 O-t és nitrogént képezzenek. A reakcióegyenlet a következő: 2KNO 3 + 10K = N 2 + 6K 2 O.
- A második módszer két szakaszban történik. Először is, reakció megy végbe a kálium és az oxigén között, ami kálium-peroxid képződését eredményezi. A reakcióegyenlet így néz ki: 2K + O 2 = K 2 O 2. Ezenkívül a peroxidot káliummal dúsítják, aminek eredményeként kálium-oxidot kapnak. A reakcióegyenlet a következőképpen írható fel: K 2 O 2 + 2K = 2K 2 O.
K 2 O felhasználása az iparban
A leggyakrabban használt anyagot a mezőgazdasági iparban használják. Ez az oxid az ásványi műtrágyák egyik összetevője. A kálium nagyon fontos a növények számára, mivel növeli a különböző betegségekkel szembeni ellenálló képességüket. A kérdéses anyagot az építőiparban is használják, mivel bizonyos típusú cement összetételében jelen lehet. Ezenkívül a vegyiparban más káliumvegyületek előállítására is használják.
A kémiai elemek közül a kálium számos egyedi fizikai és kémiai tulajdonságával tűnik ki. Magas aktivitása miatt érdekes a vegyészek számára. Ez az anyag azonnal reakcióba lép az oxigénnel, a levegőben való melegítés az égéshez vezet, a reakció terméke kálium-szuperoxiddá válik. A vízzel és savas oldatokkal való kölcsönhatás heves gyulladáshoz, sőt robbanáshoz vezet. A kálium képes a kénsavat hidrogén-szulfiddá, kén-dioxiddá és kénné redukálni, és molekuláris nitrogénné redukálódik.
A periódusos rendszerben a kálium a tizenkilenc sejtszámot foglalja el. Az alkálifémekhez való tartozása magyarázza ennek az anyagnak az ezüstfehér színét és nagy plaszticitását, késsel könnyen vágható és nagy kémiai aktivitást mutat. Ez magyarázza azt a tényt, hogy tiszta kálium nem található a természetben. Azok az anyagok, amelyekben a kálium alkotóelemként szerepel, a legelterjedtebb a tengervíz, amely különféle ásványi anyagokban is megtalálható. Ennek az anyagnak az oxidációjának gyorsasága azt a tényt eredményezi, hogy a kálium-oxid (K2O képlet) gyorsan átalakul peroxid állapotba (K2O4).
A kálium előállítható a fém 180 °C-ra történő melegítésével oxigénszegény környezetben, vagy szuperoxid és fém kálium keverékének melegítésével. Összetevőként a kálium-oxid megtalálható a cementben és bizonyos típusú műtrágyákban.
A növényvilág számára a kálium nagy jelentőséggel bír, a szerves vegyületek három fő építőanyagának egyike a nitrogén és a foszfor mellett. A termés és a gyümölcsök és gumók további tartósítása a káliumszinthez kapcsolódik. A kálium fontos szerepet játszik a cukor szállításában és a növényi tartalékképzésben, ez a gumók, rizómák és gyökerek keményítőjének növekedésében nyilvánul meg. A kálium jótékony hatással van a növényi szövetek, száruk sűrűségének növelésére. A kálium hiánya azt a tényt okozza, hogy a növény nem képes megfelelően asszimilálni a nitrogént. A növények kálium-hidroxidot használnak. Számos anyaggal kölcsönhatásba lép, biztosítva a növényi szervezet normális létfontosságú tevékenységét.
Egyes talajok káliumhiányát széles spektrumú felhasználással kompenzálják, előállításuk a természetes káliumsó-lerakódások felhasználásán alapul, ásványi anyagokat szilvinitnek és karnallitnak, a kálium kénsavas sói közé tartozik a chenit, kainit. és langbeinit. Az ásványi anyagok felhasználása lehetővé teszi magas káliumtartalmú műtrágyák előállítását.
A legelterjedtebb kálium-oxidot tartalmazó műtrágya a Ez a keverék természetes eredetű szilvinit finomra őrölt ásványi anyag összetétele, a kálium-oxid pedig eléri a 40%-ot.
A kifejezett bázikus tulajdonságokkal rendelkező anyag nemcsak savakkal, savas oxidokkal és még vízzel is heves reakcióba léphet. Ennek a vegyületnek azt a tulajdonságát, hogy a szén-dioxidot oxigénre cseréli, széles körben használják szigetelő hatású gázálarcokban, valamint tengeralattjárókon. Az abszorber ebben az esetben nátrium-peroxid és kálium-szuperoxid ekvimoláris keveréke. Ha az elegy nem ekvimoláris feleslegben lévő nátrium-peroxiddal, akkor több gáz szívódik fel, mint amennyi szabadul fel. Két térfogat szén-dioxidhoz egy térfogat oxigén szabadul fel. Ebben az esetben zárt térben a nyomás csökken. A kálium-szuperoxid feleslege két térfogatnyi mennyiséget abszorbeál három térfogat oxigén felszabadulásával, miközben a nyomás emelkedik. A keverék ekvimolaritása lehetővé teszi az elnyelt és a fejlődő gázok térfogatának egyenletét.
Erős oxidálószerként a peroxidokat a textiliparban szövetek fehérítésére használják.
A leckét az elemek periódusos rendszerében elfoglalt helyzete alapján tanulmányozzuk egy elem jellemzőivel. A lecke során megtanulod meghatározni egy elem periódusos rendszerben elfoglalt helyzete alapján atomjának szerkezeti jellemzőit és az általa alkotott anyagok tulajdonságait; Hasonlítsa össze ezeket a tulajdonságokat az elem "szomszédok" tulajdonságaival alcsoportonként és periódusonként.
Téma: A tárgyalt anyag összefoglalása
Lecke: Egy kémiai elem leírása pozíció szerint a periódusos rendszerben
1. Az elem atomjának szerkezete
A kémiai elem atommagjának összetételének és az elektronok rétegek közötti eloszlásának meghatározásához ismerni kell az elem sorszámát, periódusszámát, a csoport számát és az alcsoportot. a periódusos rendszerben.
Nézzünk egy konkrét példát. Határozzuk meg a kálium atom szerkezetét! A kálium sorszáma 19. A sorszám határozza meg a protonok számát az atommagban és az összes elektronok számát az atomban. Egy adott atomban a neutronok számát a tömegszám és a protonok számának különbsége határozza meg. Egy 39 tömegszámú kálium-izotópnál a protonok száma 19, a neutronok száma 39-19 = 20, az elektronok száma pedig 19.
A periódus számával meghatározható az atom elektronrétegeinek száma. A kálium a 4. periódus eleme, ami azt jelenti, hogy mind a 19 elektronja 4 elektronrétegen található. Emlékeztetni kell arra, hogy az 1. rétegen nem lehet több, mint 2 elektron, a másodikon - legfeljebb 8. Az utolsó réteg elektronjainak száma megegyezik a csoportszámmal (a fő alcsoportok elemei esetében). A káliumnak csak 1 külső elektronja van, ez a 4. rétegen található. A maradék elektronok a harmadik rétegben vannak. Így a káliumatomban az elektronok a következő mennyiségben oszlanak el a rétegek között: 2, 8, 8, 1 (1. ábra).
Rizs. 1. A káliumatom szerkezetének diagramja
A csoportszám nemcsak a külső elektronok számát határozza meg, hanem az elem legmagasabb vegyértékét is. A V-VII csoportok elemeinek legalacsonyabb vegyértékének számértéke 8 - a csoportszám. Tehát a kálium legmagasabb és egyetlen vegyértéke az I.
2. Egy elem által alkotott egyszerű anyag tulajdonságai
Egy elemnek a periódusos rendszerben elfoglalt helyzete alapján meghatározható a fémekhez vagy nemfémekhez való tartozása, valamint az általa képződött magasabb oxidok és hidroxidok tulajdonságai. Az átlós Be-At felett elhelyezkedő fő alcsoportok elemei a nemfémekhez tartoznak. A többi elem fém. Ebben az esetben a fémes tulajdonságok az időszak során balról jobbra gyengülnek, és a csoport mentén felülről lefelé nőnek.
Így a kálium egy fém. Fémes tulajdonságai kifejezettebbek, mint a nátriumé és a kalciumé.
3. Az elem magasabb oxidjának és hidroxidjának képlete és tulajdonságai
Ha egy elem egyszerű fémanyagot alkot, akkor magasabb oxidja és hidroxidja bázikus lesz. Ha nem fém, akkor savas. Ha az átmeneti fém - akkor amfoter (2. ábra).
Rizs. 2. Az elemek és az általuk képzett vegyületek tulajdonságai közötti kapcsolat
Mivel a kálium fém, magasabb oxidjai és hidroxidjai bázikus tulajdonságokat mutatnak.
Állítsuk össze a magasabb oxid és a kálium-hidroxid képleteit. A kálium legmagasabb vegyértéke I, ami azt jelenti, hogy a magasabb oxid képlete K2O, jellege bázikus.
A bázikus oxid megfelel a bázisnak - KOH.
A kálium-oxid és -hidroxid alapvető természetét megerősítheti, ha felírja ezen anyagok savval való reakcióinak egyenleteit:
K2O + 2HCl = 2KCl + H2O
KOH + HCl = KCl + H2O
A nem fémes elemek illékony hidrogénvegyületeket képezhetnek. Egy nemfém illékony hidrogénvegyületének képletének összeállításához ismernie kell az utóbbi legalacsonyabb vegyértékét. Például az illékony hidrogén-nitrogénvegyület az NH3 (a nitrogén legalacsonyabb vegyértéke a III). A fémek nem képeznek illékony hidrogénvegyületeket.
Ha összehasonlítjuk a káliumot a szomszédos elemekkel az alcsoportban és periódusban, akkor elmondhatjuk, hogy oxidjának és hidroxidjának fő tulajdonságai kifejezettebbek lesznek, mint a nátrium- és kalcium-oxidoké és -hidroxidoké. A rubídium reaktívabb fém, mint a kálium. Ez azt jelenti, hogy oxidjának és hidroxidjának alapvető tulajdonságai kifejezettebbek lesznek, mint a kálium-oxidé és -hidroxidé.
Elemek jellemzői terv szerint
Jellemezzük a kén kémiai elemet a terv szerint, figyelembe véve annak helyét a D.I.Mengyelejev elemeinek periódusos rendszerében:
1. Kémiai jel - S ("ES")
2. Sorszám - 19, VI csoport, A alcsoport, 3 periódus
3. Az atom szerkezete:
4. Egy egyszerű anyag tulajdonságai: S - nem fém
5. Legmagasabb és legalacsonyabb vegyérték: VI és II
6. Kiváló oxid: SO3 (savas)
Magasabb hidroxid: H2SO4 (sav)
7. Az illékony hidrogénvegyület képlete: H2S
Bibliográfia
Orzhekovsky P.A. Kémia: 8. osztály: általános oktatási tankönyv. intézmények / P. A. Orzhekovsky, L. M. Meshcheryakova, M. M. Shalashova. - M .: Astrel, 2013. (45. §) Rudzitis G.E. Kémia: szervetlen. kémia. Szerv. kémia: tankönyv. 9 cl-ért. / G.E. Rudzitis, F.G. Feldman. - M .: Oktatás, JSC "Moszkva tankönyvek", 2009. (§36) Khomchenko ID Feladatok és gyakorlatok gyűjteménye kémiából a középiskola számára. - M .: RIA "Új hullám": Umerenkov kiadó, 2008. (35-36. o.) Enciklopédia gyerekeknek. 17. kötet. Kémia / Fej. szerk. V. A. Volodin, vezette. tudományos. szerk. I. Leenson. - M .: Avanta +, 2003.
InternetUrok. ru. Távol-keleti Állami Vasúti Egyetem.
Házi feladat
Val vel. 255 No. 1-3 a P. A. Orzhekovsky "Kémia: 8. osztály" című tankönyvből / P. A. Orzhekovsky, L. M. Meshcheryakova, M. M. Shalashova. - M .: Astrel, 2013. Ismertesse a 20. számú kémiai elemet a fenti terv szerint!
Ez a cikk a káliumot fizika és kémia szempontjából jellemzi. E tudományok közül az első az anyagok mechanikai és külső tulajdonságait vizsgálja. A második pedig, az egymással való interakciójuk, a kémia. A kálium a periódusos rendszer tizenkilencedik eleme. Ez a cikk a kálium elektronikus képletét és más anyagokkal való viselkedését vizsgálja meg. Ez az egyik legaktívabb fém. Az ezt és más elemeket vizsgáló tudomány a kémia. A 8. évfolyam rendelkezik tulajdonságaik tanulmányozásáról. Ezért ez a cikk hasznos lesz az iskolások számára. Szóval, kezdjük.
A kálium jellemzése a fizika szemszögéből
Ez egy egyszerű anyag, amely normál körülmények között szilárd halmazállapotban van. Az olvadáspont hatvanhárom Celsius-fok. Ez a fém felforr, amikor a hőmérséklet eléri a hétszázhatvanegy Celsius-fokot. A kérdéses anyag ezüst-fehér színű. Fémes fényű.
A kálium sűrűsége köbcentiméterenként nyolcvanhat század gramm. Ez egy nagyon könnyű fém. A kálium képlete nagyon egyszerű - nem képez molekulákat. Ez az anyag egymáshoz közel elhelyezkedő és kristályrácsos atomokból áll. A kálium atomtömege harminckilenc gramm/mol. Keménysége nagyon alacsony - késsel könnyen vágható, mint a sajt.
Kálium és kémia
Kezdjük azzal a ténnyel, hogy a kálium egy kémiai elem, amely nagyon magas kémiai aktivitással rendelkezik. Még a szabadban sem tárolhatja, mert azonnal reagálni kezd a körülötte lévő anyagokkal. A kálium egy kémiai elem, amely a periódusos rendszer első csoportjába és negyedik periódusába tartozik. Minden olyan tulajdonsággal rendelkezik, ami a fémekre jellemző.
Kölcsönhatás egyszerű anyagokkal
Ide tartoznak: oxigén, nitrogén, kén, foszfor, halogének (jód, fluor, klór, bróm). Vegyük sorra a kálium kölcsönhatását mindegyikkel. Ezt az oxigénnel való reakciót oxidációnak nevezik. E kémiai reakció során a kálium és az oxigén négy rész mólarányban fogy el, aminek eredményeként a szóban forgó fémből két rész oxidja képződik. Ez a kölcsönhatás a következő reakcióegyenlettel fejezhető ki: 4K + O2 = 2K2O. Amikor a kálium ég, megfigyelheti
Ezért ez a reakció kvalitatívnak tekinthető a kálium meghatározásához. A halogénekkel való reakciókat ezeknek a kémiai elemeknek a neve alapján nevezik el: jódozás, fluorozás, klórozás, brómozás. Ezeket a kölcsönhatásokat addíciós reakcióknak nevezhetjük, mivel két különböző anyag atomja egyesül eggyé. Ilyen eljárás például a kálium és klór reakciója, amelynek eredményeként a kérdéses fém kloridja képződik. Ennek a kölcsönhatásnak a végrehajtásához ezt a két komponenst kell venni - az első két mólját és a második egy mólját. Ennek eredményeként két mól káliumvegyület képződik. Ezt a reakciót a következő egyenlet fejezi ki: 2K + CІ2 = 2KSI. A kálium nitrogénnel vegyületeket képezhet, amikor a szabadban ég. A reakció során a szóban forgó fém és nitrogén hat rész mólarányban fogy el, ennek a kölcsönhatásnak a következtében két rész mennyiségben kálium-nitrid képződik. Ez a következő egyenlet formájában mutatható meg: 6K + N2 = 2K3N. Ez a vegyület zöld-fekete kristályok. A kérdéses fém ugyanezen elv szerint reagál a foszforral. Ha három mól káliumot és egy mól foszfort veszünk, egy mól foszfidot kapunk. Ez a kémiai kölcsönhatás a következő reakcióegyenlet formájában írható fel: 3K + P = K3R. Ezenkívül a kálium hidrogénnel reagálva hidridet képez. Példaként a következő egyenlet adható: 2K + H2 = 2KH. Minden addíciós reakció csak magas hőmérsékleten megy végbe.
Kölcsönhatás összetett anyagokkal
A kálium kémiai jellemzése ennek a témakörnek a megfontolását is lehetővé teszi. A kálium reakcióba léphet víz, savak, sók, oxidok. A kérdéses fém mindegyikkel különböző módon reagál.
Kálium és víz
Ez a kémiai elem hevesen reagál vele. Így hidroxid és hidrogén keletkezik. Ha veszünk két mól káliumot és vizet, akkor ugyanannyit és egy mól hidrogént kapunk. Ez a kémiai kölcsönhatás a következő egyenlettel fejezhető ki: 2K + 2H2O = 2KOH = H2.
Reakciók savakkal
Mivel a kálium aktív fém, könnyen kiszorítja vegyületeiből a hidrogénatomokat. Példa erre az a reakció, amely a kérdéses anyag és a sósav között megy végbe. Ennek végrehajtásához két mól káliumot, valamint azonos mennyiségű savat kell bevennie. Az eredmény - két mól és hidrogén - egy mól. Ez a folyamat a következő egyenlettel írható fel: 2K + 2HCI = 2KSI + H2.
Kálium és oxidok
A szervetlen anyagok ezen csoportjával a kérdéses fém csak jelentős melegítéssel reagál. Ha az oxid fématomja passzívabb, mint az, amelyről ebben a cikkben beszélünk, akkor valójában cserereakció megy végbe. Például, ha két mól káliumot és egy mól réz-oxidot veszünk, akkor ezek kölcsönhatása eredményeként a kérdéses kémiai elem oxidjából egy mól tiszta réz képződik. Ez a következő egyenlet formájában mutatható meg: 2K + CuO = K2O + Cu. Itt jelentkeznek a kálium erős redukáló tulajdonságai.
Kölcsönhatás az alapokkal
A kálium képes reagálni fém-hidroxidokkal, amelyek tőle jobbra helyezkednek el az elektrokémiai aktivitási tartományban. Ebben az esetben helyreállító tulajdonságai is megnyilvánulnak. Például, ha két mól káliumot és egy mól bárium-hidroxidot veszünk, akkor a szubsztitúciós reakció eredményeként olyan anyagokat kapunk, mint a kálium-hidroxid két mól mennyiségben és tiszta bárium (egy mól) - kicsapódik. A bemutatott kémiai kölcsönhatás a következő egyenletként jeleníthető meg: 2K + Ba (OH) 2 = 2KON + Ba.
Reakciók sókkal
Ebben az esetben a kálium továbbra is erős redukálószerként mutatja meg tulajdonságait. A kémiailag passzívabb elemek atomjainak helyettesítésével tiszta fémet kaphat. Például, ha két mól mennyiségben három mól káliumot adunk hozzá, akkor ennek a reakciónak az eredményeként három mól kálium-kloridot és két mól alumíniumot kapunk. Ez a folyamat a következő egyenlettel fejezhető ki: 3K + 2АІСІ3 = 3КСІ2 + 2АІ.
Reakciók zsírokkal
Ha káliumot adunk bármely szerves anyaghoz ebben a csoportban, akkor az egyik hidrogénatomot is kiszorítja. Például, ha sztearint keverünk össze a kérdéses fémmel, kálium-sztearát és hidrogén képződik. A kapott anyagot folyékony szappan készítésére használják. Itt ér véget a kálium jellemzése és más anyagokkal való kölcsönhatásai.
A kálium és vegyületeinek felhasználása
Mint minden fém, ez a cikk is nélkülözhetetlen számos ipari folyamathoz. A káliumot elsősorban a vegyiparban használják. Magas kémiai aktivitása, kifejezett alkálifém- és redukáló tulajdonságai miatt számos kölcsönhatáshoz és különféle anyagok előállításához reagensként használják. Ezenkívül káliumtartalmú ötvözeteket használnak hűtőközegként az atomreaktorokban. Az ebben a cikkben tárgyalt fém az elektrotechnikában is alkalmazható. A fentiek mellett a növényi műtrágyák egyik fő összetevője. Ezenkívül vegyületeit számos iparágban használják. Tehát az aranybányászatban kálium-cianidot használnak, amely reagensként szolgál értékes fémek ércekből történő kivonására. Az üveggyártás során a kérdéses kémiai elem foszfátjait mindenféle tisztítószer és por összetevőjeként használják fel. Ennek a fémnek a klorátja jelen van a gyufákban. A régi fényképezőgépekhez való filmek gyártása során a kérdéses elem bromidját használták fel. Mint már tudja, kálium brómozásával állítható elő magas hőmérsékletű környezetben. Az orvostudományban ennek a kémiai elemnek a kloridját használják. Szappankészítésben - sztearát és egyéb zsírszármazékok.
A kérdéses fém beszerzése
Napjainkban a káliumot két fő módon bányászják laboratóriumokban. Az első a hidroxidból történő redukálása nátriummal, amely kémiailag még a káliumnál is aktívabb. A második pedig az, hogy kloridból nyerjük, szintén nátrium segítségével. Ha ugyanannyi nátriumot adunk egy mól kálium-hidroxidhoz, egy mól nátriumlúg és egy mól tiszta kálium képződik. Ennek a reakciónak az egyenlete a következő: KOH + Na = NaOH + K. A második típusú reakció végrehajtásához össze kell keverni a kérdéses fém kloridját és a nátriumot egyenlő mólarányban. Ennek eredményeként ugyanolyan arányban képződnek olyan anyagok, mint a konyhasó és a kálium. Ez a kémiai kölcsönhatás a következő reakcióegyenlettel fejezhető ki: KCl + Na = NaCl + K.
Kálium szerkezet
Egy adott kémiai elem atomja az összes többihez hasonlóan egy magból áll, amely protonokat és neutronokat, valamint a körülötte keringő elektronokat tartalmaz. Az elektronok száma mindig megegyezik az atommag belsejében lévő protonok számával. Ha bármely elektron levál vagy kapcsolódik egy atomhoz, akkor megszűnik semleges lenni, és ionná alakul. Két típusuk van: kationok és anionok. Az előbbiek pozitív töltésűek, míg az utóbbiak negatívak. Ha egy elektron kapcsolódik egy atomhoz, akkor anionná alakul, ha az elektronok közül bármelyik elhagyja a pályáját, a semleges atom kationná válik. Mivel a kálium sorszáma a periódusos rendszer szerint tizenkilenc, így egy adott kémiai elem magjában a protonok száma is ugyanannyi. Ebből arra következtethetünk, hogy az atommag körül tizenkilenc elektron van. Az atom szerkezetében lévő protonok számát úgy határozhatjuk meg, hogy az atom tömegéből kivonjuk a kémiai elem sorszámát. Ebből arra következtethetünk, hogy a káliummagban húsz proton van. Mivel az ebben a cikkben tárgyalt fém a negyedik periódushoz tartozik, négy pályája van, amelyeken egyenletesen helyezkednek el az elektronok, amelyek állandóan mozgásban vannak. A kálium-séma így néz ki: az első pályán két, a másodikon nyolc elektron van; valamint a harmadikon, az utolsó, negyedik pályán csak egy elektron kering. Ez magyarázza ennek a fémnek a kémiai aktivitásának magas szintjét - utolsó pályája nincs teljesen kitöltve, ezért hajlamos egyesülni néhány más atommal, aminek következtében az utolsó pályán lévő elektronjaik általánossá válnak.
Hol található ez az elem a természetben?
Mivel rendkívül magas kémiai aktivitással rendelkezik, tiszta formájában sehol nem található a bolygón. Csak sokféle vegyület részének tekinthető. kálium a földkéregben 2,4 százalék. A káliumot tartalmazó leggyakoribb ásványi anyagok a szalvinit és a karnallit. Az első kémiai képlete a következő: NaCl.KCl. Tarka színe van, és sok különböző színű kristályból áll. A kálium-nátrium-klorid arányától, valamint a szennyeződések jelenlététől függően vörös, kék, rózsaszín, narancssárga komponenseket tartalmazhat. A második ásvány - karnallit - átlátszó, halványkék, világos rózsaszín vagy halványsárga kristályoknak tűnik. Kémiai képlete így néz ki: KCl.MgCl2.6H2O. Ez egy kristályos hidrát.
A kálium szerepe a szervezetben, a hiány és a felesleg tünetei
A nátriummal együtt fenntartja a sejt víz-só egyensúlyát. Részt vesz az idegimpulzusok membránok közötti átvitelében is. Ezenkívül szabályozza a sav-bázis egyensúlyt a sejtben és az egész szervezetben. Részt vesz az anyagcsere folyamatokban, ellensúlyozza az ödéma kialakulását, a citoplazma része - mintegy ötven százalékában - a kérdéses fém sója. A szervezet káliumhiányának fő jelei a duzzanat, olyan betegségek előfordulása, mint a vízhiány, ingerlékenység és idegrendszeri működési zavarok, reakciógátlás és memóriazavar.
Ezenkívül ennek a mikroelemnek az elégtelen mennyisége negatívan befolyásolja a szív- és érrendszeri és az izomrendszert. A nagyon hosszú ideig tartó káliumhiány szívrohamot vagy szélütést okozhat. De a szervezetben feleslegben lévő kálium miatt a vékonybél fekélye alakulhat ki. Az étrend kiegyensúlyozásához, hogy megfelelő mennyiségű káliumhoz jusson, tudnod kell, mely élelmiszerek tartalmazzák azt.
Ebben a mikrotápanyagban gazdag élelmiszerek
Először is, ezek olyan diófélék, mint a kesudió, dió, mogyoró, földimogyoró, mandula. Ezenkívül nagy mennyiségben megtalálható a burgonyában. Ezenkívül a kálium megtalálható az aszalt gyümölcsökben, például mazsolában, szárított sárgabarackban és aszalt szilvában. A fenyőmag is gazdag ebben az elemben. Magas koncentrációja a hüvelyesekben is megfigyelhető: bab, borsó, lencse. A tengeri moszat is gazdag ebben a kémiai elemben. Más élelmiszerek, amelyekben magas ez az elem, a zöld tea és a kakaó. Ezenkívül sok gyümölcsben, például avokádóban, banánban, őszibarackban, narancsban, grapefruitban és almában található magas koncentrációban. Sok gabonafélék gazdagok a kérdéses nyomelemben. Ez elsősorban az árpa, valamint a búza és a hajdina dara. A petrezselyem és a kelbimbó is magas káliumtartalmú. A sárgarépában és a sárgadinnyében is megtalálható. A hagyma és a fokhagyma jelentős mennyiségben tartalmazza a szóban forgó kémiai elemet. A csirke tojás, a tej és a sajt szintén magas káliumtartalmú. Ennek a kémiai elemnek a napi aránya egy átlagos ember számára három-öt gramm.
Következtetés
A cikk elolvasása után arra a következtetésre juthatunk, hogy a kálium rendkívül fontos kémiai elem. A vegyiparban számos vegyület szintéziséhez szükséges. Sok más iparágban is használják. Az emberi szervezet számára is nagyon fontos, ezért rendszeresen és a szükséges mennyiségben táplálékkal kell eljutnia oda.
A kálium-oxid egy kristályos szilárd anyag, amely színtelen kristályokat képez. Két stabil kristályos módosulata van: köbös (372 ° C-ig) és hatszögletű (372 ° C felett).
- Olvadáspont - 740 °C.
- Sűrűség - 2,32 g / cm3.
A kálium-oxid megolvad a levegőben, és elnyelve a CO 2 -t, K 2 CO 3 -ot ad. Erőteljes kölcsönhatásba lép a vízzel, és KOH-t képez. Reagál éterrel és alkohollal.
250 °C hőmérsékleten H 2 -vel reagál. Ebben az esetben KOH képződik. Ugyanezen a hőmérsékleten kölcsönhatásba lép az NH 3-mal, így KOH és KNH 2 keletkezik.
Egy molekula 3D-s modellje
Erőteljesen kölcsönhatásba lép halogénekkel, olvadt anyagokkal, különféle savakkal. Bór-, alumínium-, szilícium-oxiddal hevítve borátok, aluminátok és poliszilikátok képződnek.
NO 2 -vel hevítve KNO 3 és KNO 2 keveréke képződik.
Kálium-oxidot kapunk:
Kálium-oxid tartalom a talajban és a műtrágyákban
A növények számára elérhető kálium a talajban lévő kálium elérhetőségétől függ. Az AUC-kationok és a vízoldható káliumvegyületek a növények kálium-táplálékának fő forrásai. Ebben a tekintetben a talaj káliumellátásának mértékét a növények táplálására a mozgékony formában és a K 2 O kálium-oxidon keresztüli tartalommal fejezzük ki. Ez az érték a kicserélhető és vízben oldódó kalcium teljes mennyiségét jelöli mg/kg-ban. a talajból.
A káliumtartalmú műtrágyák vízben jól oldódnak. A talajba kerülve gyorsan feloldódnak, és a cserereakciók alapján kölcsönhatásba lépnek az AUC-vel. A műtrágyákban lévő kálium egy része nem cserélhető rögzített talajvegyületekbe kerül.