Ovaj članak će okarakterizirati kalij s gledišta fizike i kemije. Prva od ovih znanosti proučava mehanička i vanjska svojstva tvari. A druga - njihova međusobna interakcija - je kemija. Kalij je devetnaesti element u periodnom sustavu. Spada u alkalne metale. Ovaj članak će razmotriti elektronsku formulu kalija, njegovo ponašanje s drugim tvarima itd. Ovo je jedan od najaktivnijih metala. Znanost koja se bavi proučavanjem ovog i drugih elemenata je kemija. 8. razred predviđa proučavanje anorganskih tvari i njihovih svojstava. Stoga će ovaj članak biti koristan studentima. Pa počnimo.
Karakterizacija kalija u smislu fizike
Ovo je jednostavna tvar koja je u normalnim uvjetima u čvrstom agregacijskom stanju. Talište je šezdeset i tri stupnja Celzijusa. Ovaj metal proključa kada temperatura dosegne sedamsto šezdeset i jedan stupanj Celzija. Dotična tvar ima srebrnobijelu boju. Ima metalni sjaj.
Gustoća kalija je osamdeset i šest stotinki grama po kubičnom centimetru. To je vrlo lagan metal. Formula za kalij je vrlo jednostavna – ne stvara molekule. Ova tvar se sastoji od atoma koji se nalaze blizu jedan drugome i imaju kristalnu rešetku. Atomska masa kalija je trideset devet grama po molu. Tvrdoća mu je vrlo niska - lako se može rezati nožem, poput sira.
Kalij i kemija
Počnimo s činjenicom da je kalij kemijski element koji ima vrlo visoku kemijsku aktivnost. Ne možete ga čak ni čuvati na otvorenom, jer odmah počinje reagirati s tvarima koje ga okružuju. Kalij je kemijski element koji pripada prvoj skupini i četvrtom razdoblju periodnog sustava. Ima sva svojstva koja su karakteristična za metale.
Interakcija s jednostavnim tvarima
To uključuje: kisik, dušik, sumpor, fosfor, halogene (jod, fluor, klor, brom). U redu, razmotrite interakciju kalija sa svakim od njih. Interakcija s kisikom naziva se oksidacija. Tijekom ove kemijske reakcije, kalij i kisik se troše u molarnom omjeru četiri dijela prema jedan, što rezultira stvaranjem oksida dotičnog metala u količini od dva dijela. Ova interakcija se može izraziti pomoću sljedeće jednadžbe reakcije: 4K + O2=2K2O. Prilikom sagorijevanja kalija može se primijetiti svijetli ljubičasti plamen.
Stoga se ova reakcija smatra kvalitativnom za određivanje kalija. Reakcije s halogenima nazivaju se prema nazivima ovih kemijskih elemenata: to su jodiranje, fluoriranje, kloriranje, bromiranje. Ove interakcije se mogu nazvati reakcijama adicije, budući da su atomi dviju različitih tvari spojeni u jednu. Primjer takvog procesa je reakcija između kalija i klora, koja rezultira stvaranjem klorida dotičnog metala. Za provedbu ove interakcije potrebno je uzeti ove dvije komponente - dva mola prvog i jedan od drugog. Kao rezultat, nastaju dva mola kalijevog spoja. Ova reakcija je izražena sljedećom jednadžbom: 2K + CI2=2KCI. S dušikom, kalij može formirati spojeve kada se spali na otvorenom. Tijekom te reakcije dotični metal i dušik troše se u molarnom omjeru od šest dijelova prema jedan; kao rezultat te interakcije nastaje kalijev nitrid u količini od dva dijela. To se može prikazati sljedećom jednadžbom: 6K + N2=2K3N. Ovaj spoj je zeleno-crni kristal. S fosforom dotični metal reagira po istom principu. Ako uzmemo tri mola kalija i jedan mol fosfora, dobijemo jedan mol fosfida. Ova kemijska interakcija može se zapisati kao sljedeća jednadžba reakcije: 3K + P=K3P. Osim toga, kalij može reagirati s vodikom, tvoreći hidrid. Kao primjer, može se dati sljedeća jednadžba: 2K + H2 \u003d 2KN. Sve reakcije dodavanja javljaju se samo u prisutnosti visokih temperatura.
Interakcijasa složenim tvarima
Karakterizacija kalija s gledišta kemije predviđa razmatranje ove teme. Složene tvari s kojima kalij može reagirati uključuju vodu, kiseline, soli, okside. Kod svih njih dotični metal reagira drugačije.
Kalij i voda
Ovaj kemijski element burno reagira s njim. U tom slučaju nastaje hidroksid, kao i vodik. Ako uzmemo dva mola kalija i vode, dobivamo istu količinu kalijevog hidroksida i jedan mol vodika. Ova kemijska interakcija može se izraziti pomoću sljedeće jednadžbe: 2K + 2H2O=2KOH=H2.
Reakcije s kiselinama
Budući da je kalij aktivan metal, lako istiskuje atome vodika iz njihovih spojeva. Primjer bi bila reakcija koja se događa između dotične tvari i klorovodične kiseline. Da biste to učinili, trebate uzeti dva mola kalija, kao i kiselinu u istoj količini. Kao rezultat, nastaje kalijev klorid - dva mola i vodik - jedan mol. Ovaj se proces može zapisati u sljedećoj jednadžbi: 2K + 2HCI=2KCI + H2.
Kalij i oksidi
Kod ove skupine anorganskih tvari dotični metal reagira samo značajnim zagrijavanjem. Ako je atom metala koji je dio oksida pasivniji od onog o kojem govorimo u ovom članku, zapravo dolazi do reakcije izmjene. Na primjer, ako uzmemo dva mola kalija i jedan mol bakrovog oksida, tada se kao rezultat njihove interakcije može dobiti jedan mol oksida razmatrane kemikalije.element i čisti bakar. To se može prikazati u obliku sljedeće jednadžbe: 2K + CuO=K2O + Cu. Ovdje dolazi do izražaja snažna redukcijska svojstva kalija.
Interakcija s bazama
Kalij može reagirati s metalnim hidroksidima, koji se nalaze desno od njega u elektrokemijskom nizu aktivnosti. U ovom slučaju očituju se i njegova obnavljajuća svojstva. Na primjer, ako uzmemo dva mola kalija i jedan mol barijevog hidroksida, tada ćemo kao rezultat reakcije supstitucije dobiti tvari poput kalijevog hidroksida u količini od dva mola i čistog barija (jedan mol) - taložit će se. Prikazana kemijska interakcija može se prikazati kao sljedeća jednadžba: 2K + Ba(OH)2=2KOH + Ba.
Reakcije sa soli
U ovom slučaju, kalij i dalje pokazuje svoja svojstva kao jako redukcijsko sredstvo. Zamjenom atoma kemijski pasivnijih elemenata omogućuje se dobivanje čistog metala. Na primjer, ako dodate tri mola kalija u aluminij klorid u količini od dva mola, tada kao rezultat ove reakcije dobivamo tri mola kalijevog klorida i dva mola aluminija. Ovaj se proces može izraziti pomoću jednadžbe na sljedeći način: 3K + 2AÍSÍ3=3KÍ2 + 2AÍ.
Reakcije s mastima
Ako dodate kalij bilo kojoj organskoj tvari ove skupine, on će također istisnuti jedan od atoma vodika. Na primjer, kada se stearin pomiješa s dotičnim metalom, nastaju kalijev stearat i vodik. Dobivena tvar se koristi za izradu tekućeg sapuna. Ovo je karakteristika kalija i njegovih interakcija szavršava s drugim tvarima.
Upotreba kalija i njegovih spojeva
Kao i svi metali o kojima se govori u ovom članku, neophodan je za mnoge industrijske procese. Glavna upotreba kalija javlja se u kemijskoj industriji. Zbog svoje visoke kemijske aktivnosti, izraženih alkalnih metala i redukcijskih svojstava, koristi se kao reagens za mnoge interakcije i dobivanje raznih tvari. Osim toga, legure koje sadrže kalij koriste se kao rashladne tekućine u nuklearnim reaktorima. Metal koji se razmatra u ovom članku također nalazi svoju primjenu u elektrotehnici. Uz sve navedeno, jedna je od glavnih komponenti gnojiva za biljke. Osim toga, njegovi spojevi se koriste u raznim industrijama. Dakle, u rudarstvu zlata koristi se kalij cijanid, koji služi kao reagens za odvajanje vrijednih metala iz ruda. Kalijev karbonat se koristi u proizvodnji stakla. Fosfati predmetnog kemijskog elementa sastavni su dio raznih sredstava za čišćenje i prašaka. Šibice sadrže klorat ovog metala. U proizvodnji filmova za stare fotoaparate korišten je bromid predmetnog elementa. Kao što već znate, može se dobiti bromiranjem kalija na visokim temperaturama. U medicini se koristi klorid ovog kemijskog elementa. U izradi sapuna - stearat i drugi derivati masti.
Dobivanje dotičnog metala
U naše vrijeme, kalij se u laboratorijima kopa po dvojeglavni načini. Prvi je obnoviti ga iz hidroksida uz pomoć natrija, koji je kemijski čak aktivniji od kalija. A drugi je dobivanje iz klorida, također uz pomoć natrija. Ako jednom molu kalijevog hidroksida dodate istu količinu natrija, nastaje jedan mol natrijeve lužine i čisti kalij. Jednadžba za ovu reakciju je sljedeća: KOH + Na=NaOH + K. Za provedbu reakcije druge vrste potrebno je pomiješati klorid dotičnog metala i natrij u jednakim molarnim omjerima. Kao rezultat, u istom omjeru nastaju tvari poput kuhinjske soli i kalija. Ova kemijska interakcija može se izraziti pomoću sljedeće jednadžbe reakcije: KSI + Na=NaCl + K.
Struktura kalija
Atom ovog kemijskog elementa, kao i svih ostalih, sastoji se od jezgre, koja sadrži protone i neutrone, kao i elektrone koji kruže oko njega. Broj elektrona uvijek je jednak broju protona koji se nalaze unutar jezgre. Ako se bilo koji elektron odvoji ili spoji s atomom, tada on već prestaje biti neutralan i pretvara se u ion. Oni su dvije vrste: kationi i anioni. Prvi su pozitivno nabijeni, dok su drugi negativno nabijeni. Ako se elektron pridruži atomu, tada se pretvara u anion, ali ako bilo koji od elektrona napusti njegovu orbitu, neutralni atom postaje kation. Budući da je redni broj kalija, prema periodnom sustavu, devetnaest, u jezgri ovog kemijskog elementa nalazi se isti broj protona. Stoga možemo zaključiti da su elektroni oko jezgrenalazi devetnaest. Broj protona koji su sadržani u strukturi atoma može se odrediti oduzimanjem serijskog broja kemijskog elementa od atomske mase. Dakle, možemo zaključiti da se u jezgri kalija nalazi dvadeset protona. Budući da metal razmatran u ovom članku pripada četvrtom razdoblju, ima četiri orbite, na kojima su ravnomjerno raspoređeni elektroni koji su stalno u pokretu. Shema kalija je sljedeća: dva elektrona nalaze se u prvoj orbiti, osam u drugoj; kao i u trećoj, u posljednjoj, četvrtoj, orbiti, rotira se samo jedan elektron. To objašnjava visoku razinu kemijske aktivnosti ovog metala - njegova posljednja orbita nije u potpunosti ispunjena, pa ima tendenciju spajanja s nekim drugim atomima, uslijed čega njihovi elektroni posljednjih orbita postaju uobičajeni.
Gdje se ovaj element može naći u prirodi?
Budući da ima izuzetno visoku kemijsku aktivnost, ne nalazi se nigdje na planeti u svom čistom obliku. Može se vidjeti samo kao dio raznih spojeva. Maseni udio kalija u zemljinoj kori iznosi 2,4 posto. Najčešći minerali koji sadrže kalij su salvinit i karnalit. Prvi ima sljedeću kemijsku formulu: NaCl•KCl. Raznobojne je boje i sastoji se od mnogo kristala raznih boja. Ovisno o omjeru kalijevog klorida i natrija, kao i prisutnosti nečistoća, može sadržavati crvene, plave, ružičaste, narančaste komponente. Drugi mineral - karnalit - izgledaprozirni, blijedoplavi, svijetloružičasti ili blijedožuti kristali. Njegova kemijska formula izgleda ovako: KCl•MgCl2•6H2O. To je kristalni hidrat.
Uloga kalija u tijelu, simptomi nedostatka i viška
On, zajedno s natrijem, održava ravnotežu vode i soli u stanici. Također sudjeluje u prijenosu živčanog impulsa između membrana. Osim toga, regulira acidobaznu ravnotežu u stanici i cijelom tijelu u cjelini. Sudjeluje u metaboličkim procesima, suzbija nastanak edema, dio je citoplazme - oko pedeset posto - soli dotičnog metala. Glavni znakovi nedostatka kalija u tijelu su otekline, pojava bolesti poput vodene vode, razdražljivosti i poremećaja u radu živčanog sustava, inhibicije reakcije i oštećenja pamćenja.
Osim toga, nedovoljna količina ovog elementa u tragovima negativno utječe na kardiovaskularni i mišićni sustav. Dugi nedostatak kalija može izazvati srčani ili moždani udar. Ali zbog viška kalija u tijelu može se razviti čir na tankom crijevu. Kako biste uravnotežili svoju prehranu kako biste dobili pravu količinu kalija, morate znati koja ga hrana sadrži.
Hrana s visokim sadržajem dotičnog elementa u tragovima
Prije svega, to su orašasti plodovi, kao što su indijski oraščići, orasi, lješnjaci, kikiriki, bademi. Također, velika količina se nalazi u krumpiru. Osim toga, kalij se nalazi u sušenom voću kao nprpoput grožđica, suhih marelica, suhih šljiva. Pinjoli su također bogati ovim elementom. Također, njegova visoka koncentracija se opaža u mahunarkama: grahu, grašku, leći. Morske alge također su bogate ovim kemijskim elementom. Ostali proizvodi koji sadrže ovaj element u velikim količinama su zeleni čaj i kakao. Osim toga, nalazi se u visokim koncentracijama u mnogim vrstama voća, kao što su avokado, banane, breskve, naranče, grejp i jabuke. Mnoge žitarice bogate su navedenim elementima u tragovima. To je prvenstveno biserni ječam, kao i pšenična i heljdina krupica. Peršin i prokulice također su bogati kalijem. Osim toga, ima ga u mrkvi i dinji. Luk i češnjak imaju znatnu količinu razmatranog kemijskog elementa. Pileća jaja, mlijeko i sir također su bogati kalijem. Dnevna norma ovog kemijskog elementa za prosječnu osobu je tri do pet grama.
Zaključak
Nakon čitanja ovog članka, možemo zaključiti da je kalij iznimno važan kemijski element. Neophodan je za sintezu mnogih spojeva u kemijskoj industriji. Osim toga, koristi se u mnogim drugim industrijama. Također je vrlo važan za ljudski organizam, pa ga mora redovito i u potrebnoj količini ići tamo s hranom.
