Реферат : Калий (работа 2) 


Полнотекстовый поиск по базе:

Главная >> Реферат >> Биология и химия


Калий (работа 2)




Калий

Калий (лат. Kalium), K (читается «калий»), химический элемент с атомным номером 19, атомная масса 39,0983.

Калий встречается в природе в виде двух стабильных нуклидов: 39К (93,10% по массе) и 41К (6,88%), а также одного радиоактивного 40К (0,02%). Период полураспада калия-40 Т1/2 примерно в 3 раза меньше, чем Т1/2 урана-238 и составляет 1,28 миллиарда лет. При bраспаде калия-40 образуется стабильный кальций-40, а при распаде по типу электронного захвата образуется инертный газ аргон-40.

Калий принадлежит к числу щелочных металлов. В периодической системе Менделеева калий занимает место в четвертом периоде в подгруппе IА. Конфигурация внешнего электронного слоя 4s1, поэтому калий всегда проявляет степень окисления +1 (валентность I).

Атомный радиус калия 0,227 нм, радиус иона K+ 0,133 нм. Энергии последовательной ионизации атома калия 4,34 и 31,8 эВ. Электроотрицательность калия по Полингу 0,82, что говорит о его ярко выраженных металлических свойствах.

В свободном виде — мягкий, легкий, серебристый металл.

Физические и химические свойства: металлический калий мягок, он легко режется ножом и поддается прессованию и прокатке. Обладает кубической объемно центрированной кубической решеткой, параметр а = 0,5344 нм. Плотность калия меньше плотности воды и равна 0,8629 г/см3. Как и все щелочные металлы, калий легко плавится (температура плавления 63,51°C) и начинает испаряться уже при сравнительно невысоком нагревании (температура кипения калия 761°C).

Калий, как и другие щелочные металлы, химически очень активен. Легко взаимодействует с кислородом воздуха с образованием смеси, преимущественно состоящей из пероксида К2О2 и супероксида KO2 (К2О4):

2K + O2 = K2O2, K + O2 = KO2.

При нагревании на воздухе калий сгорает фиолетово-красным пламенем. С водой и разбавленными кислотами калий взаимодействует с взрывом (воспламеняется образующийся водород (H)):

2K + 2H3O = 2KOH + H3

Кислородсодержащие кислоты при таком взаимодействии могут восстанавливаться. Например, атом серной кислоты восстанавливается до S, SO2 или S2–:

8К + 4Н2SO4 = K2S + 3K2SO4 + 4H3O.

При нагревании до 200-300°C калий реагирует с водородом (H) с образованием солеподобного гидрида КН:

2K + H3 = 2KH

С галогенами калий взаимодействует с взрывом. Интересно отметить, что с азотом (N) калий не взаимодействует.

Как и другие щелочные металлы, калий легко растворяется в жидком аммиаке с образованием голубых растворов. В таком состоянии калий используют для проведения некоторых реакций. При хранении калий медленно реагирует с аммиаком с образованием амида KNH3:

2K + 2NH3 жидк. = 2KNH3 + H3

Важнейшие соединения калия: оксид К2О, пероксид К2О2, супероксид К2О4, гидроксид КОН, иодид KI, карбонат K2CO3 и хлорид KCl.

Оксид калия К2О, как правило, получают косвенным путем за счет реакции пероксида и металлического калия:

2K + K2O2 = 2K2O

Этот оксид проявляет ярко выраженные основные свойства, легко реагирует с водой с образованием гидроксида калия КОН:

K2O + H3O = 2KOH

Гидроксид калия, или едкое кали, хорошо растворим в воде (до 49,10% массе при 20°C). Образующийся раствор — очень сильное основание, относящееся к щелочам. КОН реагирует с кислотными и амфотерными оксидами:

SO2 + 2KOH = K2SO3 + H3O,

Al2O3 + 2KOH + 3H3O = 2K[Al(OH)4] (так реакция протекает в растворе) и

Al2O3 + 2KOH = 2KAlO2 + H3O (так реакция протекает при сплавлении реагентов).

В промышленности гидроксид калия KOH получают электролизом водных растворов KCl или K2CO3 с применением ионообменных мембран и диафрагм:

2KCl + 2H3O = 2KOH + Cl2+ H3,

или за счет обменных реакций растворов K2CO3 или K2SO4 с Ca(OH)2 или Ba(OH)2:

K2CO3 + Ba(OH)2 = 2KOH + BaCO3

Попадание твердого гидроксида калия или капель его растворов на кожу и в глаза вызывает тяжелые ожоги кожи и слизистых оболочек, поэтому работать с этими едкими веществами следует только в защитных очках и перчатках. Водные растворы гидроксида калия при хранении разрушают стекло, расплавы — фарфор.

Карбонат калия K2CO3 (обиходное название поташ) получают при нейтрализации раствора гидроксида калия углекислым газом:

2KOH + CO2 = K2CO3 + Н2О.

В значительных количествах поташ содержится в золе некоторых растений.

Название: от арабского "аль-кали поташ" (давно известное соединение калия, добывающееся из древесной золы).

История открытия: соединения калия, как и его ближайшего химического аналога — натрия (Na), были известны с древности и находили применение в различных областях человеческой деятельности. Однако сами эти металлы были впервые выделены в свободном состоянии только в 1807 году в ходе экспериментов английского ученого Г. Дэви. Дэви, используя гальванические элементы как источник электрического тока, провел электролиз расплавов поташа и каустической соды и таким образом выделил металлические калий и натрий , которые назвал «потассием» (отсюда сохранившееся в англоязычных странах и Франции название калия — potassium) и «содием». В 1809 английский химик Л. В. Гильберт предложил название «калий» (от арабского аль-кали поташ).

Нахождение в природе: содержание калия в земной коре 2,41% по массе, калий входит в первую десятку наиболее распространенных в земной коре элементов (7-е место). Основные минералы, содержащие калий: сильвин KСl (52,44% К), сильвинит (Na,K)Cl (этот минерал представляет собой плотно спрессованную механическую смесь кристалликов хлорида калия KCl и хлорида натрия (Na) NaCl), карналлит KCl·MgCl2·6H3O (35,8% К), различные алюмосиликаты, содержащие калий, каинит KCl·MgSO4·3H3O, полигалит K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H3O, алунит KAl3(SO4)2(OH)6. В морской воде содержится около 0,04% калия .

Получение: в настоящее время калий получают при взаимодействии с жидким натрием (Na) расплавленных KOH (при 380-450°C) или KCl (при 760-890°C):

Na + KOH = NaOH + K

Калий также получают электролизом расплава KCl в смеси с K2CO3 при температурах, близких к 700°C:

2KCl = 2K + Cl2

От примесей калий очищают вакуумной дистилляцией.

Применение: металлический калий — материал для электродов в химических источниках тока. Сплав калия с другим щелочным металлом — натрием (Na) находит применение в качестве теплоносителя в ядерных реакторах.

В гораздо больших масштабах, чем металлический калий, находят применение его соединения. Калий — важный компонент минерального питания растений (на это уходит около 90% добываемых солей калия), он необходим им в значительных количествах для нормального развития, поэтому широкое применение находят калийные удобрения: хлорид калия КСl, нитрат калия, или калийная селитра, KNO3, поташ K2CO3 и другие соли калия. Поташ используют также при производстве специальных оптических стекол, как поглотитель сероводорода при очистке газов, как обезвоживающий агент и при дублении кож.

В качестве лекарственного средства находит применение иодид калия KI. Иодид калия используют также в фотографии и в качестве микроудобрения. Раствор перманганата калия КMnO4 («марганцовку») используют как антисептическое средство.

По содержанию в горных породах радиоактивного 40К определяют их возраст.

Биологическая роль: калий — один из важнейших биогенных элементов, постоянно присутствующий во всех клетках всех организмов. Ионы калия К+ участвуют в работе ионных каналов и регуляции проницаемости биологических мембран, в генерации и проведении нервного импульса, в регуляции деятельности сердца и других мышц, в различных процессах обмена веществ. Содержание калия в тканях животных и человека регулируется стероидными гормонами надпочечников. В среднем организм человека (масса тела 70 кг) содержит около 140 г калия. Поэтому для нормальной жизнедеятельности с пищей в организм должно поступать 2-3 г калия в сутки. Богаты калием такие продукты, как изюм, курага, горох и другие.

Особенности обращения с металлическим калием: металлический калий может вызвать очень сильные ожоги кожи, при попадании мельчайших частичек калия в глаза возникают тяжелые поражения с потерей зрения, поэтому работать с металлическим калием можно только в защитных перчатках и очках. Загоревшийся калий заливают минеральным маслом или засыпают смесью талька и NaCl. Хранят калий в герметично закрытых железных контейнерах под слоем обезвоженного керосина или минерального масла.

Список литературы

Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://www.alhimikov.net/

Похожие работы:

  • Калий

    Доклад >> Биология и химия
    ... зеленовато-голубой. Физические свойства: Калий серебристо белый металл, мягкий, ... медь, но с содержанием примесей) Применение: Калий. 1.Охладитель в ядерных подводных лодках в ... натрием. 2.Из него получают пироксид калия используемый для поглощения СО2 и ...
  • Калий в организме человека

    Реферат >> Медицина, здоровье
    ... более медленный обмен калия. В плазме крови калия содержится 15-20 ... 450-480 мг%. 7. Выход: Калий в виде хлористого калия выделяется в основном почками, в ... прием диуретиков, угнетающих секрецию калия в нефронах. 2. Высвобождение калия из клеток - повреждение ...
  • Калінінградська область на карті Європи

    Реферат >> География
    ... провідною промисловою галуззю Калінінградській області. Машинобудування ... Карелія і Архангельської області. У Калінінградській області чотири целюлозно-паперов ... М.: ЮНИТИ, 2001. 6. Рекреаційний комплекс Калінінградській області. - М.: Юрайт, 2003. ...
  • Калібрування засобів вимірювальної техніки

    Учебное пособие >> Коммуникации и связь
    ... їх користувачем. Калібрувальні лабораторії, які проводять калібрування ЗВТ для ... діяльності, повинні бути акредитовані. Калібрування та оформлення їх результатів ... ємницької діяльності; - повірочних (калібрувальних) лабораторій іноземних виробників  ...
  • Калий и натрий

    Реферат >> Химия
    ... . Содержание 1. История калия и натрия. 3 2. Натрий и калий в природе. 5 3. Получение, применение натрия и калия. 6 4. Физические свойства ... поташ) встречается название кали (едкое кали, кали соляный и др.). Название калий стало общепринятым после ...
  • Каліграфія в школі

    Контрольная работа >> Педагогика
    ... положення зошита). 3) Основні прийоми каліграфічного письма. ІІІ. Висновок. ... 2002 р. 3. Кучинський М.В. Курс лекцій "Основи каліграфії'. - К., 1999 р. 4. Кучинський М., ... Ф. Кирей , В. А. Трунова. Методика викладання каліграфії в початковій школі – Київ, вища ...
  • Кастусь Каліноўскі - кіраўнік паўстанцаў

    Курсовая работа >> История
    ... Несправядлівасць аграрнай рэформы выклікала шырокі сялянскі незадавол. Сялянства ... відавочна, займаючыся самаадукацыяй. Гады навучання Каліноўскага супадалі з “Вясной народа ... каб акружыць квартал і пачаць вобыск. Калі пастукалі ў кватэру рэвалюцыянера, дзверы ...
  • Мікалай Радзівіл Чорны (1515-1565гг.) – "бацька" Рэфармацыі ў ВКЛ

    Реферат >> История
    ... монт Аўгуст убачыў братоў Мікалая Чорнага і Мікалая Рудога. Вялікі князь ня ... друкованые в Бересті». На наступны дзень Мікалай Радзівіл Чорны, патрыёт і рэфарматар, ... ім, памёр. Заключэнне Смерць Мікалая Чорнага выклікала непрыхаваную радасць ворагаў Рэфармацы ...
  • Драматычныя і трагічныя калізіі ў беларускіх народных баладах

    Дипломная работа >> Литература : зарубежная
    ... ад рук ворагаў (“Каля лесу, каля цёмнага”), развітанне ... урывак з балады “Калі груша ўзышла, калі вырасла”, у якой ... права на лепшую долю. Калізія, калі дзяўчына застаецца з ... ў у раскрыцці драматычных і трагічных калізій у баладах з’яўляецца ўвасабленне. Н. ...
  • Реалізація шляхів естетичного виховання першокласників у процесі формування каліграфічної навички

    Дипломная работа >> Педагогика
    ... – 22 с. Кирей І.Ф., Трунова В.А. Методика викладання каліграфії у початковій школі. – К., 1994. ... – Т 3. – 464 с. Трунова В.А. Методика каліграфії: Методичні рекомендації для студент ... (За В.Скуратівським) Традиції каліграфії Традиції каліграфії неоднакові — у ...