Wat is de aard van kaliumoxide. Kaliumoxide: formule, interactie

Er zijn drie hoofdklassen van verbindingen. Dit zijn zuren, logen en oxiden. Het zuur bestaat uit een waterstofkation en een zuurresiduanion. Alkali - van een metaalkation en een hydroxylgroep. We zullen later meer in detail over oxiden praten.

Wat is oxide?

Het is een verbinding die bestaat uit twee verschillende chemische elementen, waaronder zuurstof. De tweede kan van metaal of niet-metaal zijn. Het aantal zuurstofatomen hangt af van de valentie van het tweede chemische element waaruit de verbinding bestaat. Dus, bijvoorbeeld, de valentie van kalium is één, dus kaliumoxide zal één zuurstofatoom en twee kaliumatomen bevatten. De valentie van calcium is twee, dus het oxide zal bestaan ​​uit één zuurstof en één calcium. De valentie van fosfor is vijf, dus het oxide bestaat uit twee fosforatomen en vijf zuurstofatomen.

In dit artikel zullen we meer in detail praten over kaliumoxide. Namelijk - over de fysische en chemische eigenschappen, over de toepassing ervan in verschillende bedrijfstakken.

Kaliumoxide: formule

Aangezien de valentie van dit metaal één is en de valentie van zuurstof twee, zal deze chemische verbinding bestaan ​​uit twee metaalatomen en één zuurstofatoom. Dus kaliumoxide: de formule is K 2 O.

Fysieke eigenschappen

Het oxide in kwestie heeft een lichtgele kleur. Soms kan het kleurloos zijn. Bij kamertemperatuur heeft het een vaste aggregatietoestand.

Het smeltpunt van deze stof is 740 graden Celsius.

De dichtheid is 2,32 g/cm3.

Thermische ontleding van dit oxide produceert een peroxide van hetzelfde metaal en zuiver kalium.

Laten we oplossen in organische oplosmiddelen.

Het lost niet op in water, maar reageert ermee.

Zeer hygroscopisch.

Chemische eigenschappen van K 2 O

Deze stof heeft de chemische eigenschappen die typerend zijn voor alle basische oxiden. Laten we eens kijken naar de chemische reacties van dit oxide met verschillende stoffen in volgorde.

Reactie met water

Allereerst is het in staat om te reageren met water om als resultaat het hydroxide van dit metaal te vormen.

De vergelijking voor een dergelijke reactie is als volgt:

• K 2 O + H 2 O = 2 KON

Als we de molmassa van elk van de stoffen kennen, kan uit de vergelijking de volgende conclusie worden getrokken: uit 94 gram van het betreffende oxide en 18 gram water kan 112 gram kaliumhydroxide worden verkregen.

Met andere oxiden

Bovendien is het betreffende oxide in staat te reageren met kooldioxide (kooldioxide). Dit vormt een zout - kaliumcarbonaat.

De reactievergelijking voor kaliumoxide en koolstofoxide kan als volgt worden geschreven:

• K 2 O + CO 2 = K 2 CO 3

We kunnen dus concluderen dat uit 94 gram van het betreffende oxide en 44 gram koolstofdioxide, 138 gram kaliumcarbonaat wordt verkregen.

Ook kan het betreffende oxide reageren met zwaveloxide. In dit geval wordt een ander zout gevormd - kaliumsulfaat.

De interactie van kaliumoxide met zwaveloxide kan worden uitgedrukt door de volgende vergelijking:

• K 2 O + SO 3 = K 2 SO 4

Hieruit blijkt dat je door 94 gram van het betreffende oxide en 80 gram zwaveloxide te nemen, 174 gram kaliumsulfaat kunt krijgen.

Op dezelfde manier kan K20 reageren met andere oxiden.

Een ander type interactie zijn reacties niet met zure, maar met amfotere oxiden. In dit geval wordt geen zuur gevormd, maar zout. Een voorbeeld van een dergelijk chemisch proces is de interactie van het betreffende oxide met zinkoxide.

Deze reactie kan worden uitgedrukt door de volgende vergelijking:

• K 2 O + ZnO = K 2 ZnO 2

Het laat zien dat de interactie van het betreffende oxide en zinkoxide een zout vormt dat kaliumzinkaat wordt genoemd. Als je de molaire massa van alle stoffen kent, dan kun je berekenen dat je uit 94 gram K 2 O en 81 gram zinkoxide 175 gram kaliumzinkaat krijgt.

Ook K20 kan een interactie aangaan met stikstofmonoxide. Dit vormt een mengsel van twee zouten: kaliumnitraat en nitriet. De vergelijking voor deze reactie ziet er als volgt uit:

• K 2 O + 2NO 2 = KNO 3 + KNO 2

Als je de molmassa's van stoffen kent, kunnen we zeggen dat uit 94 gram van het betreffende oxide en 92 gram stikstofoxide, 101 gram nitraat en 85 gram nitriet kan worden verkregen.

5interactie met zuren

Het meest voorkomende geval is kaliumoxide + zwavelzuur = kaliumsulfaat + water. De reactievergelijking ziet er als volgt uit:

• K 2 O + H 2 SO 4 = K 2 SO 4 + H 2 O

Uit de vergelijking kunnen we concluderen dat om 174 gram kaliumsulfaat en 18 gram water te verkrijgen, je 94 gram van het betreffende oxide en 98 gram zwavelzuur moet nemen.

De chemische interactie tussen het betreffende oxide en salpeterzuur vindt op een vergelijkbare manier plaats. Dit produceert kaliumnitraat en water. De vergelijking voor deze reactie kan als volgt worden geschreven:

• 2K 2 O + 4HNO 3 = 4KNO 3 + 2H 2 O

Zo kan uit 188 gram van het betreffende oxide en 252 gram salpeterzuur, 404 gram kaliumnitraat en 36 gram water worden verkregen.

Volgens hetzelfde principe kan het betreffende oxide reageren met andere zuren. Daarbij zullen andere zouten en water worden gevormd. Dus wanneer dit oxide bijvoorbeeld reageert met fosforzuur, worden fosfaat en water verkregen, met chloridezuur - chloride en water, enzovoort.

K 2 O en halogenen

De beschouwde chemische verbinding kan reageren met stoffen van deze groep. Halogenen zijn eenvoudige verbindingen die bestaan ​​uit verschillende atomen van hetzelfde chemische element. Dit zijn bijvoorbeeld chloor, broom, jodium en enkele andere.

Dus, chloor en kaliumoxide: vergelijking:

• К 2 О + СІ 2 = КСІ + КСІО

Als gevolg van deze interactie worden twee zouten gevormd: chloride en kaliumhypochloriet. Uit 94 gram van het betreffende oxide en 70 gram chloor wordt 74 gram kaliumchloride en 90 gram kaliumhypochloriet verkregen.

Interactie met ammoniak

K 2 O kan met deze stof reageren. Als gevolg van deze chemische interactie worden kaliumhydroxide en amide gevormd. De vergelijking voor deze reactie is als volgt:

• K 2 O + NH 3 = KOH + KNH 2

Als we de molaire massa's van alle stoffen kennen, is het mogelijk om de verhoudingen van reagentia en reactieproducten te berekenen. Uit 94 gram van het betreffende oxide en 17 gram ammoniak kan 56 gram kaliumhydroxide en 55 gram kaliumamide worden verkregen.

Interactie met organische stoffen

Van organische chemicaliën interageert kaliumoxide met ethers en alcoholen. Deze reacties zijn echter traag en vereisen speciale voorwaarden.

K 2 O . verkrijgen

Deze chemische stof kan op verschillende manieren worden verkregen. De meest voorkomende zijn:

1. Van kaliumnitraat en kaliummetaal. De twee reactanten worden verwarmd om K20 en stikstof te vormen. De reactievergelijking is als volgt: 2KNO 3 + 10K = N 2 + 6K 2 O.
2. De tweede methode vindt plaats in twee fasen. Ten eerste vindt er een reactie plaats tussen kalium en zuurstof, wat resulteert in de vorming van kaliumperoxide. De reactievergelijking ziet er als volgt uit: 2K + O 2 = K 2 O 2. Verder wordt het peroxide verrijkt met kalium, waardoor kaliumoxide wordt verkregen. De reactievergelijking kan als volgt worden geschreven: K 2 O 2 + 2K = 2K 2 O.

Gebruik van K 2 O in de industrie

De meest algemeen beschouwde stof wordt gebruikt in de agrarische industrie. Dit oxide is een van de componenten van minerale meststoffen. Kalium is erg belangrijk voor planten, omdat het hun weerstand tegen verschillende ziekten verhoogt. Ook wordt de betreffende stof in de bouw gebruikt, omdat deze aanwezig kan zijn in de samenstelling van sommige soorten cement. Bovendien wordt het in de chemische industrie gebruikt om andere kaliumverbindingen te verkrijgen.

Onder de chemische elementen onderscheidt kalium zich door een aantal van zijn unieke fysische en chemische eigenschappen. Het is interessant voor chemici vanwege zijn hoge activiteit. Deze stof reageert onmiddellijk met zuurstof, verwarming in lucht leidt tot verbranding, het product van deze reactie wordt kaliumsuperoxide. Interactie met water en zure oplossingen leidt tot hevige ontsteking en zelfs explosie. Kalium kan zwavelzuur reduceren tot waterstofsulfide, zwaveldioxide en zwavel en wordt gereduceerd tot moleculaire stikstof.

In het periodiek systeem neemt kalium celnummer negentien in beslag. Het behoort tot alkalimetalen verklaart de zilverwitte kleur en hoge plasticiteit van deze stof; het is gemakkelijk te snijden met een mes en vertoont een hoge chemische activiteit. Dit verklaart het feit dat puur kalium niet in de natuur voorkomt. Van de stoffen waarin kalium als samenstellend element is opgenomen, is zeewater de meest voorkomende; het kan ook in verschillende mineralen worden gevonden. De snelheid van oxidatie van deze stof leidt ertoe dat kaliumoxide (formule K2O) snel verandert in de staat van peroxide (K2O4).

Kalium kan worden verkregen door het metaal te verhitten tot 180°C in een zuurstofarme omgeving, of door een mengsel van superoxide met metallisch kalium te verhitten. Als bestanddeel wordt kaliumoxide aangetroffen in cement en sommige soorten meststoffen.

Voor de plantenwereld is kalium van groot belang, het is een van de drie belangrijkste bouwstoffen van organische verbindingen, samen met stikstof en fosfor. Vruchtvorming en verder behoud van fruit en knollen worden geassocieerd met het kaliumgehalte. Kalium speelt een belangrijke rol bij het transport van suiker en bij de vorming van plantenreserves, dit uit zich in een toename van zetmeel in knollen, wortelstokken en wortels. Kalium heeft een gunstig effect op het verhogen van de dichtheid van plantenweefsels, hun stengels. Het gebrek aan kalium leidt ertoe dat de plant stikstof niet goed kan opnemen. Planten gebruiken kaliumhydroxide. Het interageert met een aantal stoffen, waardoor de normale vitale activiteit van het plantenorganisme wordt gewaarborgd.

Het gebrek aan kalium in sommige bodems wordt gecompenseerd door het gebruik van een breed spectrum. Hun productie is gebaseerd op het gebruik van natuurlijke afzettingen van kaliumzouten, de mineralen worden sylviniet en carnalliet genoemd, en de zwavelzuurzouten van kalium zijn cheniet, kainite en langbeiniet. Het gebruik van mineralen maakt het mogelijk om meststoffen te verkrijgen met een hoog kaliumgehalte.

De meest voorkomende meststof, die kaliumoxide bevat, is Dit mengsel is een samenstelling van fijngemalen mineraal van natuurlijke oorsprong sylviniet en kaliumoxide bereikt 40%.

Een stof met uitgesproken basische eigenschappen kan niet alleen heftig reageren met zuren, zuuroxiden en zelfs water. De eigenschap van deze verbinding om koolstofdioxide uit te wisselen voor zuurstof wordt veel gebruikt in gasmaskers met het isolerende werkingsprincipe, evenals op onderzeeërs. De absorber is in dit geval een equimolair mengsel van natriumperoxide en kaliumsuperoxide. Als het mengsel niet equimolair is met een overmaat aan natriumperoxide, wordt er meer gas opgenomen dan vrijkomt. Voor twee volumes kooldioxide komt één volume zuurstof vrij. In dit geval daalt de druk in een gesloten ruimte. Een overmaat aan kaliumsuperoxide heeft het effect dat twee volumes worden geabsorbeerd met het vrijkomen van drie volumes zuurstof, terwijl de druk zal stijgen. Equimolariteit van het mengsel maakt het mogelijk om de vergelijking van de volumes van geabsorbeerde en ontwikkelde gassen te bereiken.

Als sterk oxidatiemiddel worden peroxiden in de textielindustrie gebruikt om stoffen te bleken.

De les is gewijd aan de studie van de kenmerken van een element door zijn positie in het periodiek systeem der elementen. In de loop van de les leer je op basis van de positie van een element in het periodiek systeem de structurele kenmerken van het atoom en de eigenschappen van de stoffen die het vormt te bepalen; vergelijk deze eigenschappen met de eigenschappen van de "buren" van het element per subgroep en periode.

Onderwerp: Het behandelde materiaal samenvatten

Les: Beschrijving van een scheikundig element per positie in het periodiek systeem

1. De structuur van het atoom van het element

Om de samenstelling van de kern en de verdeling van elektronen over de lagen in het atoom van een chemisch element te bepalen, moet je het ordinale nummer van het element, het nummer van de periode, het nummer van de groep en de subgroep weten in het periodiek systeem.

Laten we een specifiek voorbeeld bekijken. Laten we de structuur van het kaliumatoom definiëren. Het ordinale getal van kalium is 19. Het ordinale getal bepaalt het aantal protonen in de kern en het totale aantal elektronen in het atoom. Het aantal neutronen in een bepaald atoom kan worden bepaald door het verschil tussen het massagetal en het aantal protonen. Voor een kaliumisotoop met massagetal 39 is het aantal protonen 19, het aantal neutronen 39-19 = 20 en het aantal elektronen 19.

Het nummer van de periode kan worden gebruikt om het aantal elektronische lagen in het atoom te bepalen. Kalium is een element van de 4e periode, wat betekent dat al zijn 19 elektronen zich op 4 elektronenlagen bevinden. Houd er rekening mee dat er niet meer dan 2 elektronen op de 1e laag kunnen zijn en op de tweede niet meer dan 8. Het aantal elektronen op de laatste laag is gelijk aan het groepsnummer (voor elementen van de hoofdsubgroepen). Kalium heeft slechts 1 buitenste elektron, het bevindt zich op de 4e laag. De overige elektronen bevinden zich in de derde laag. Zo zijn in het kaliumatoom elektronen verdeeld over de lagen in de volgende hoeveelheid: 2, 8, 8, 1 (Fig. 1).

Rijst. 1. Schema van de structuur van het kaliumatoom

Het groepsnummer bepaalt niet alleen het aantal externe elektronen, maar ook de hoogste valentie van het element. De numerieke waarde van de laagste valentie voor elementen van V-VII-groepen is 8 - het groepsnummer. Dus de hoogste en enige valentie van kalium is I.

2. Eigenschappen van een eenvoudige substantie gevormd door een element

Door de positie van een element in het periodiek systeem, kan men bepalen of het tot metalen of niet-metalen behoort, evenals de eigenschappen van het hogere oxide en hydroxide dat daardoor wordt gevormd. Elementen van de hoofdsubgroepen die boven de diagonale Be-At liggen, behoren tot niet-metalen. De rest van de elementen zijn metalen. In dit geval verzwakken de metaaleigenschappen van links naar rechts langs de periode en nemen ze van boven naar beneden langs de groep toe.

Kalium is dus een metaal. De metallische eigenschappen zijn meer uitgesproken dan die van natrium en calcium.

3. Formule en eigenschappen van het hogere oxide en hydroxide van het element

Als een element een eenvoudige metaalsubstantie vormt, dan zijn het hogere oxide en hydroxide basisch. Als het een niet-metaal is, dan is het zuur. Als het overgangsmetaal - dan amfoteer (Fig. 2).

Rijst. 2. Relatie tussen eigenschappen van elementen en verbindingen die daardoor worden gevormd

Omdat kalium een ​​metaal is, zal het hogere oxide en hydroxide ervan basiseigenschappen vertonen.

Laten we de formules van het hogere oxide en kaliumhydroxide samenstellen. De hoogste valentie van kalium is I, wat betekent dat de formule van het hogere oxide K2O is, het karakter ervan is basisch.

Het basische oxide komt overeen met de base - KOH.

U kunt de fundamentele aard van kaliumoxide en -hydroxide bevestigen door de vergelijkingen voor de reacties van deze stoffen met een zuur op te schrijven:

K2O + 2HCl = 2KCl + H2O

KOH + HCl = KCl + H2O

Niet-metalen elementen kunnen vluchtige waterstofverbindingen vormen. Om de formule voor de vluchtige waterstofverbinding van een niet-metaal samen te stellen, moet je de laagste valentie van de laatste weten. De vluchtige waterstofstikstofverbinding is bijvoorbeeld NH3 (de laagste valentie van stikstof is III). Metalen vormen geen vluchtige waterstofverbindingen.

Als we kalium vergelijken met naburige elementen in de subgroep en periode, dan kunnen we zeggen dat de belangrijkste eigenschappen van zijn oxide en hydroxide meer uitgesproken zullen zijn dan die van natrium- en calciumoxiden en -hydroxiden. Rubidium is een reactiever metaal dan kalium. Dit betekent dat de basiseigenschappen van het oxide en hydroxide meer uitgesproken zullen zijn dan die van kaliumoxide en hydroxide.

Elementkenmerken volgens plan

Laten we het chemische element zwavel karakteriseren volgens het plan, rekening houdend met zijn positie in het periodiek systeem der elementen van D.I.Mendelejev:

1. Chemisch teken - S ("ES")

2. Serienummer - 19, VI-groep, A-subgroep, 3 periode

3. De structuur van het atoom:

4. Eigenschappen van een eenvoudige stof: S - niet-metaal

5. Hoogste en laagste valentie: VI en II

6. Superieur oxide: SO3 (zuur)

Hoger hydroxide: H2SO4 (zuur)

7. Formule van vluchtige waterstofverbinding: H2S

Bibliografie

Orzhekovsky PA Scheikunde: 8e leerjaar: leerboek voor algemeen vormend onderwijs. instellingen / P. A. Orzhekovsky, L. M. Meshcheryakova, M. M. Shalashova. - M.: Astrel, 2013. (§§45) Rudzitis G.E. Chemie: anorganisch. chemie. Orgaan. scheikunde: leerboek. voor 9cl. / GE Rudzitis, FG Feldman. - M.: Onderwijs, JSC "Moscow textbooks", 2009. (§36) Khomchenko ID Verzameling van problemen en oefeningen in scheikunde voor de middelbare school. - M.: RIA "New Wave": Uitgeverij Umerenkov, 2008. (p. 35-36) Encyclopedie voor kinderen. Deel 17. Chemie / Hfdst. red. VA Volodin, geleid. wetenschappelijk. red. ik Leenson. - M.: Avanta+, 2003.

InternetUrok. ru. Far Eastern State University of Railways.

Huiswerk

Met. 255 nr. 1-3 uit het leerboek P. A. Orzhekovsky "Chemistry: 8th grade" / P. A. Orzhekovsky, L. M. Meshcheryakova, M. M. Shalashova. - M.: Astrel, 2013. Beschrijf het scheikundige element nr. 20 volgens het bovenstaande plan.

Dit artikel zal kalium karakteriseren in termen van natuurkunde en scheikunde. De eerste van deze wetenschappen bestudeert de mechanische en externe eigenschappen van stoffen. En de tweede, hun interactie met elkaar, is chemie. Kalium is het negentiende element in het periodiek systeem. Het behoort tot Dit artikel gaat in op de elektronische formule van kalium en het gedrag ervan met andere stoffen, enz. Dit is een van de meest actieve metalen. De wetenschap die deze en andere elementen bestudeert, is scheikunde. Graad 8 voorziet in de studie van hun eigenschappen. Daarom is dit artikel nuttig voor schoolkinderen. Laten we beginnen.

Karakterisering van kalium vanuit het oogpunt van natuurkunde

Dit is een eenvoudige stof, die zich onder normale omstandigheden in een vaste staat van aggregatie bevindt. Het smeltpunt is drieënzestig graden Celsius. Dit metaal kookt wanneer de temperatuur zevenhonderdeenenzestig graden Celsius bereikt. De stof in kwestie heeft een zilverwitte kleur. Heeft een metaalglans.

De dichtheid van kalium is zesentachtig honderdsten van een gram per kubieke centimeter. Het is een heel licht metaal. De formule voor kalium is heel eenvoudig - het vormt geen moleculen. Deze stof bestaat uit atomen die dicht bij elkaar liggen en een kristalrooster hebben. De atoommassa van kalium is negenendertig gram per mol. De hardheid is erg laag - het kan gemakkelijk met een mes worden gesneden, zoals kaas.

Kalium en chemie

Laten we beginnen met het feit dat kalium een ​​chemisch element is met een zeer hoge chemische activiteit. Je kunt het zelfs niet buiten bewaren, omdat het onmiddellijk begint te reageren met de stoffen eromheen. Kalium is een scheikundig element dat behoort tot de eerste groep en de vierde periode van het periodiek systeem. Het heeft alle eigenschappen die kenmerkend zijn voor metalen.

Interactie met eenvoudige stoffen

Deze omvatten: zuurstof, stikstof, zwavel, fosfor, halogenen (jodium, fluor, chloor, broom). Laten we de interactie van kalium met elk van hen in volgorde bekijken. Deze reactie met zuurstof wordt oxidatie genoemd. Tijdens deze chemische reactie worden kalium en zuurstof verbruikt in een molaire verhouding van vier delen tot één, wat resulteert in de vorming van een oxide van het betreffende metaal in een hoeveelheid van twee delen. Deze interactie kan worden uitgedrukt met behulp van de volgende reactievergelijking: 4K + O2 = 2K2O. Wanneer kalium verbrandt, kunt u observeren:

Daarom wordt deze reactie als kwalitatief beschouwd voor de bepaling van kalium. Reacties met halogenen worden genoemd naar de namen van deze chemische elementen: jodering, fluorering, chlorering, bromering. Deze interacties kunnen additiereacties worden genoemd, omdat de atomen van twee verschillende stoffen samensmelten tot één. Een voorbeeld van een dergelijk proces is de reactie tussen kalium en chloor, waardoor chloride van het betreffende metaal ontstaat. Om deze interactie uit te voeren, is het noodzakelijk om deze twee componenten te nemen - twee mol van de eerste en een van de tweede. Als resultaat worden twee mol van een kaliumverbinding gevormd. Deze reactie wordt uitgedrukt door de volgende vergelijking: 2K + CІ2 = 2KSI. Kalium kan verbindingen vormen met stikstof wanneer het in de open lucht verbrandt. Tijdens deze reactie worden het betreffende metaal en stikstof verbruikt in een molaire verhouding van zes delen tot één, als resultaat van deze interactie wordt kaliumnitride gevormd in een hoeveelheid van twee delen. Dit kan worden weergegeven in de vorm van de volgende vergelijking: 6K + N2 = 2K3N. Deze verbinding bestaat uit groen-zwarte kristallen. Het betreffende metaal reageert volgens hetzelfde principe met fosfor. Als we drie mol kalium en één mol fosfor nemen, krijgen we één mol fosfide. Deze chemische interactie kan worden geschreven in de vorm van de volgende reactievergelijking: 3K + P = K3R. Bovendien kan kalium reageren met waterstof om een ​​hydride te vormen. Als voorbeeld kan de volgende vergelijking worden gegeven: 2K + H2 = 2KH. Alle additiereacties vinden alleen plaats bij hoge temperaturen.

Interactie met complexe stoffen

De karakterisering van kalium vanuit het oogpunt van chemie voorziet ook in de overweging van dit onderwerp. Waarop kalium kan reageren, zijn water, zuren, zouten, oxiden. Het metaal in kwestie reageert met allemaal op verschillende manieren.

Kalium en water

Dit chemische element reageert er heftig mee. Dit produceert zowel hydroxide als waterstof. Als we twee mol kalium en water nemen, krijgen we hetzelfde en één mol waterstof. Deze chemische interactie kan worden uitgedrukt met de volgende vergelijking: 2K + 2H2O = 2KOH = H2.

Reacties met zuren

Omdat kalium een ​​actief metaal is, verdringt het gemakkelijk waterstofatomen uit hun verbindingen. Een voorbeeld is de reactie die optreedt tussen de betreffende stof en zoutzuur. Om het uit te voeren, moet u twee mol kalium nemen, evenals zuur in dezelfde hoeveelheid. Het resultaat is - twee mol en waterstof - één mol. Dit proces kan worden geschreven met de volgende vergelijking: 2K + 2HCI = 2KSI + H2.

Kalium en oxiden

Met deze groep anorganische stoffen reageert het betreffende metaal alleen bij significante verhitting. Als het metaalatoom van het oxide passiever is dan waar we het in dit artikel over hebben, treedt er in feite een uitwisselingsreactie op. Als we bijvoorbeeld twee mol kalium en één mol cuprumoxide nemen, kan als gevolg van hun interactie één mol van het oxide van het betreffende chemische element en pure cuprum worden verkregen. Dit kan worden weergegeven in de vorm van deze vergelijking: 2K + CuO = K2O + Cu. Dit is waar de sterk reducerende eigenschappen van kalium van pas komen.

Interactie met bases

Kalium kan reageren met metaalhydroxiden, die zich rechts ervan in het elektrochemische activiteitsbereik bevinden. In dit geval komen ook de herstellende eigenschappen tot uiting. Als we bijvoorbeeld twee mol kalium en één mol bariumhydroxide nemen, krijgen we als resultaat van de substitutiereactie stoffen zoals kaliumhydroxide in een hoeveelheid van twee mol en puur barium (één mol) - het zal neerslaan. De gepresenteerde chemische interactie kan worden weergegeven als de volgende vergelijking: 2K + Ba (OH) 2 = 2KON + Ba.

Reacties met zouten

In dit geval vertoont kalium nog steeds zijn eigenschappen als een sterk reductiemiddel. Door de atomen van chemisch meer passieve elementen te vervangen, kun je een puur metaal krijgen. Als we bijvoorbeeld in een hoeveelheid van twee mol drie mol kalium toevoegen, krijgen we als resultaat van deze reactie drie mol kaliumchloride en twee mol aluminium. Dit proces kan als volgt worden uitgedrukt met behulp van de vergelijking: 3K + 2АІСІ3 = 3КСІ2 + 2АІ.

Reacties met vetten

Als je kalium toevoegt aan een organische stof in deze groep, verdringt het ook een van de waterstofatomen. Wanneer bijvoorbeeld stearine wordt gemengd met het betreffende metaal, ontstaat kaliumstearaat en waterstof. De resulterende stof wordt gebruikt om vloeibare zeep te maken. Dit is waar de karakterisering van kalium en zijn interacties met andere stoffen eindigt.

Gebruik van kalium en zijn verbindingen

Zoals alle metalen is dit artikel essentieel voor veel industriële processen. Kalium wordt voornamelijk gebruikt in de chemische industrie. Vanwege zijn hoge chemische activiteit, uitgesproken alkalimetaal- en reducerende eigenschappen, wordt het gebruikt als reagens voor veel interacties en het verkrijgen van een verscheidenheid aan stoffen. Daarnaast worden kaliumhoudende legeringen gebruikt als koelmiddel in kernreactoren. Ook vindt het metaal dat in dit artikel wordt besproken zijn toepassing in de elektrotechniek. Naast al het bovenstaande is het een van de belangrijkste componenten van plantenmest. Bovendien worden de verbindingen ervan in een groot aantal verschillende industrieën gebruikt. Bij de goudwinning wordt dus kaliumcyanide gebruikt, dat dient als reagens voor de winning van waardevolle metalen uit ertsen. Bij de glasproductie worden fosfaten van het betreffende chemische element gebruikt als componenten van allerlei reinigingsmiddelen en poeders. Het chloraat van dit metaal is aanwezig in de lucifers. Bij de vervaardiging van films voor oude camera's werd het bromide van het betreffende element gebruikt. Zoals u al weet, kan het worden verkregen door bromering van kalium in een omgeving met hoge temperaturen. In de geneeskunde wordt het chloride van dit chemische element gebruikt. Bij het maken van zeep - stearaat en andere derivaten van vetten.

Het betreffende metaal verkrijgen

Tegenwoordig wordt kalium op twee manieren in laboratoria gewonnen. De eerste is de reductie van hydroxide met behulp van natrium, dat chemisch nog actiever is dan kalium. En de tweede is het krijgen van chloride, ook met behulp van natrium. Als u dezelfde hoeveelheid natrium toevoegt aan één mol kaliumhydroxide, wordt één mol natriumalkali en één mol zuiver kalium gevormd. De vergelijking voor deze reactie is als volgt: KOH + Na = NaOH + K. Om het tweede type reactie uit te voeren, moet je het chloride van het betreffende metaal en natrium in gelijke molaire verhoudingen mengen. Hierdoor worden stoffen als keukenzout en kalium in dezelfde verhouding gevormd. Deze chemische interactie kan worden uitgedrukt met behulp van de volgende reactievergelijking: KCl + Na = NaCl + K.

Kalium structuur

Het atoom van een bepaald chemisch element bestaat, net als alle andere, uit een kern, die protonen en neutronen bevat, evenals elektronen die eromheen draaien. Het aantal elektronen is altijd gelijk aan het aantal protonen dat zich in de kern bevindt. Als een elektron wordt losgemaakt van of gehecht aan een atoom, is het niet langer neutraal en verandert het in een ion. Ze zijn van twee soorten: kationen en anionen. De eerste zijn positief geladen, de laatste negatief. Als een elektron aan een atoom is bevestigd, verandert het in een anion, als een van de elektronen zijn baan verlaat, wordt een neutraal atoom een ​​kation. Aangezien het ordinale getal van kalium, volgens het periodiek systeem, negentien is, is het aantal protonen in de kern van een bepaald chemisch element hetzelfde. Daarom kunnen we concluderen dat er negentien elektronen rond de kern zijn. Het aantal protonen dat zich in de structuur van een atoom bevindt, kan worden bepaald door het rangnummer van een chemisch element af te trekken van de atoommassa. We kunnen dus concluderen dat er twintig protonen in de kaliumkern zitten. Omdat het metaal dat in dit artikel wordt beschouwd tot de vierde periode behoort, heeft het vier banen waarin elektronen zich gelijkmatig bevinden, die de hele tijd in beweging zijn. Het kaliumschema ziet er als volgt uit: er zijn twee elektronen in de eerste baan en acht in de tweede; evenals op de derde, op de laatste, vierde baan draait slechts één elektron. Dit verklaart de hoge chemische activiteit van dit metaal - zijn laatste baan is niet volledig gevuld, dus het heeft de neiging om te combineren met sommige andere atomen, waardoor hun elektronen van de laatste banen gemeengoed zullen worden.

Waar vind je dit element in de natuur?

Omdat het een extreem hoge chemische activiteit heeft, wordt het nergens op de planeet in zijn pure vorm gevonden. Het kan alleen worden gezien als onderdeel van een verscheidenheid aan verbindingen. kalium in de aardkorst is 2,4 procent. De meest voorkomende mineralen die kalium bevatten zijn salviniet en carnalliet. De eerste heeft de volgende chemische formule: NaCl.KCl. Het heeft een bonte kleur en bestaat uit veel kristallen van verschillende kleuren. Afhankelijk van de verhouding van kalium en natriumchloride, evenals van de aanwezigheid van onzuiverheden, kan het rode, blauwe, roze, oranje componenten bevatten. Het tweede mineraal - carnalliet - ziet eruit als transparante, lichtblauwe, lichtroze of lichtgele kristallen. De chemische formule ziet er als volgt uit: KCl.MgCl2.6H2O. Het is een kristallijn hydraat.

De rol van kalium in het lichaam, symptomen van tekort en overmaat

Samen met natrium houdt het de water-zoutbalans van de cel in stand. Hij is ook betrokken bij de overdracht van zenuwimpulsen tussen membranen. Bovendien reguleert het het zuur-base-evenwicht in de cel en in het hele lichaam. Het neemt deel aan metabolische processen, gaat het optreden van oedeem tegen, maakt deel uit van het cytoplasma - ongeveer vijftig procent ervan - het zout van het betreffende metaal. De belangrijkste tekenen dat het lichaam niet genoeg kalium heeft, zijn zwelling, het optreden van een ziekte zoals waterzucht, prikkelbaarheid en stoornissen in het functioneren van het zenuwstelsel, remming van de reactie en geheugenstoornissen.

Bovendien heeft een onvoldoende hoeveelheid van dit micro-element een negatieve invloed op het cardiovasculaire en spierstelsel. Een langdurig gebrek aan kalium kan een hartaanval of beroerte veroorzaken. Maar door een teveel aan kalium in het lichaam kan er een zweer in de dunne darm ontstaan. Om uw dieet in evenwicht te houden, zodat u de juiste hoeveelheid kalium binnenkrijgt, moet u weten welke voedingsmiddelen het bevatten.

Voedingsmiddelen met een hoog gehalte aan deze micronutriënten

Allereerst zijn dit noten zoals cashewnoten, walnoten, hazelnoten, pinda's, amandelen. Ook wordt een grote hoeveelheid ervan aangetroffen in aardappelen. Bovendien wordt kalium gevonden in gedroogd fruit zoals rozijnen, gedroogde abrikozen en pruimen. Pijnboompitten zijn ook rijk aan dit element. Ook wordt de hoge concentratie ervan waargenomen in peulvruchten: bonen, erwten, linzen. Zeewier is ook rijk aan dit chemische element. Andere voedingsmiddelen met een hoog gehalte aan dit element zijn groene thee en cacao. Bovendien wordt het in hoge concentraties aangetroffen in veel fruit zoals avocado's, bananen, perziken, sinaasappels, grapefruits en appels. Veel granen zijn rijk aan het betreffende spoorelement. Dit is voornamelijk gerst, maar ook tarwe en boekweitgrutten. Peterselie en spruitjes bevatten ook veel kalium. Het wordt ook gevonden in wortelen en meloenen. Uien en knoflook bevatten een aanzienlijke hoeveelheid van het beschouwde chemische element. Kippeneieren, melk en kaas bevatten ook veel kalium. Het dagtarief van dit chemische element voor de gemiddelde persoon is van drie tot vijf gram.

Gevolgtrekking

Na het lezen van dit artikel kunnen we concluderen dat kalium een ​​uiterst belangrijk chemisch element is. Het is nodig voor de synthese van veel verbindingen in de chemische industrie. Het wordt ook in veel andere industrieën gebruikt. Het is ook erg belangrijk voor het menselijk lichaam, daarom moet het er regelmatig en in de vereiste hoeveelheid naartoe gaan met voedsel.

Kaliumoxide is een kristallijne vaste stof die kleurloze kristallen vormt. Het heeft twee stabiele kristallijne modificaties: kubisch (tot 372 ° C) en zeshoekig (boven 372 ° C).

• Smeltpunt - 740 ° C.
• Dichtheid - 2,32 g / cm 3.

Kaliumoxide smelt in de lucht en, door CO 2 te absorberen, geeft K 2 CO 3. Een krachtige wisselwerking met water om KOH te vormen. Reageert met ether en alcohol.

Bij een temperatuur van 250 ° C reageert het met H2. In dit geval wordt KOH gevormd. Bij dezelfde temperatuur interageert het met NH 3, waarbij KOH en KNH 2 worden gevormd.

3D-model van een molecuul

Gaat krachtig reacties aan van interactie met halogenen, gesmolten, verschillende zuren. Bij verhitting met oxiden van boor, aluminium, silicium vormen respectievelijk boraten, aluminaten en polysilicaten.

Bij verhitting met NO 2 ontstaat een mengsel van KNO 3 en KNO 2.

Kaliumoxide wordt verkregen:

Kaliumoxidegehalte in bodem en meststoffen

De kaliumbeschikbaarheid voor planten is afhankelijk van de vorm van kaliumbeschikbaarheid in de bodem. AUC-kationen en in water oplosbare kaliumverbindingen zijn de belangrijkste bronnen van kaliumvoeding voor planten. In dit opzicht wordt de toevoer van kalium aan de bodem voor plantenvoeding uitgedrukt door het gehalte in de mobiele vorm en via kaliumoxide K 2 O. Deze waarde geeft de totale hoeveelheid uitwisselbaar en in water oplosbaar calcium in mg / kg van grond.

Kaliummeststoffen zijn zeer goed oplosbaar in water. Bij introductie in de bodem lossen ze snel op en gaan op basis van uitwisselingsreacties een interactie aan met AUC. Een deel van het kalium in meststoffen gaat naar niet-uitwisselbare vaste bodemverbindingen.