Калий (K)
Атомный номер	19
Внешний вид	Серебристо-белый мягкий металл Калий
Свойства атома
Атомная масса (молярная масса)	39,0983 а. е. м. (г/моль)
Радиус атома	235 пм
Энергия ионизации (первый электрон)	418,5 (4,34) кДж/моль (эВ)
Электронная конфигурация	[Ar] 4s¹
Химические свойства
Ковалентный радиус	203 пм
Радиус иона	133 пм
Электроотрицательность (по Полингу)	0,82
Электродный потенциал	-2,92В
Степени окисления	1
Термодинамические свойства
Плотность	0,856 г/см³
Удельная теплоёмкость	0,753 Дж/(K·моль)
Теплопроводность	79,0 Вт/(м·K)
Температура плавления	336,8 K
Теплота плавления	102,5 кДж/моль
Температура кипения	1047 K
Теплота испарения	2,33 кДж/моль
Молярный объём	45,3 см³/моль
Кристаллическая решётка
Структура решётки	кубическая объёмноцентрированая
Период решётки	5,230 Å
Отношение c/a	n/a
Температура Дебая	100,00 K

Ка́лий — химический элемент с атомным номером 19 в периодической системе, обозначается символом K (лат. Kalium), мягкий щелочной металл серебристо-белого цвета. В природе калий встречается только в соединениях с другими элементами, например в морской воде, а также во многих минералах. Он очень быстро окисляется на воздухе и очень легко вступает в химические реакции, особенно с водой, образуя щелочь. Во многих отношениях химические свойства калия очень близки к натрию, но с точки зрения биологической функции и использования их клетками живых организмов они все же отличаются.

История и происхождение названия[]

Калий (точнее, его соединения) использовался с давних времён. Так, производство поташа (который применялся как моющее средство) существовало уже в XI веке. Золу, образующуюся при сжигании соломы или древесины, обрабатывали водой, а полученный раствор после фильтрования выпаривали. Сухой остаток, помимо карбоната калия, содержал сульфат калия K₂SO₄, соду и хлорид калия KCl.

В 1807 г. английский химик Дэви электролизом твёрдого едкого кали (KOH) выделил калий и назвал его «потассий» (лат. potassium; это название до сих пор употребительно в английском, французском, испанском, португальском языках). В 1809 году Л. В. Гильберт предложил название «калий» (лат. kalium, от араб. аль-кали — поташ). Это название вошло в немецкий язык, оттуда в большинство языков Северной и Восточной Европы (в том числе русский) и «победило» при выборе символа для этого элемента — K.

Присутствие в природе[]

В свободном состоянии не встречается. Калий входит в состав сильвинита KCl•NaCl, карналлита KCl•MgCl₂•6H₂O, каинита KCl•MgSO₄•6H₂O, а также присутствует в золе некоторых растений в виде карбоната K₂CO₃ (поташ). Калий входит в состав почти всех растений.

Получение[]

Калий, как и другие щелочные металлы, получают электролизом расплавленых хлоридов или щелочей. Так как хлориды имеют более высокую температуру плавления (600 — 650°C), то чаще проводят электролиз расправленных щелочей с добавкой к ним соды или поташа (до 12%). При электролизе расплавленных хлоридов на катоде выделяется расплавленный калий, а на аноде — хлор:
K⁺ + e^- → K
2Cl^- - 2e^- → Cl₂

При электролизе щелочей на катоде также выделяется расплавленный калий, а на аноде — кислород:
4OH^- - 4e^- → 2H₂O + O₂

Вода из расплава быстро испаряется. Чтобы калий не взаимодействовал с хлором или кислородом, катод изготовляют из меди и над ним помещают медный цилиндр. Образовавшийся калий в расплавленном виде собирается в цилиндре. Анод изготовляют также в виде цилиндра из никеля (при электролизе щелочей) либо из графита (при электролизе хлоридов)

Физические свойства[]

Калий — серебристое вещество с характерным блеском на свежеобразованной поверхности. Очень лёгок и легкоплавок. Относительно хорошо растворяется в ртути, образуя амальгамы. Будучи внесённым в пламя горелки калий (а также его соединения) окрашивает пламя в характерный розово-фиолетовый цвет.

Химические свойства[]

Калий, как и другие щелочные металлы проявляет типичные металлические свойства и очень химически активен, легко отдаёт электроны.

Является сильным восстановителем. Он настолько активно соединяется с кислородом, что образуется не оксид, а супероксид KO₂ (или K₂O₄). При нагревании в атмосфере водорода образуется гидрид KH. Хорошо взаимодействует со всеми неметаллами, образуя галогениды, сульфиды, нитриды, фосфиды и т. д., а также со сложными веществами, такими, как вода (реакция проходит со взрывом), различные оксиды и соли. В этом случае они восстанавливают другие металлы до свободного состояния.

Калий хранят в керосине.

Оксиды и пероксиды[]

При взаимодействии калия с кислородом воздуха образуется не оксид, а пероксид и супероксид:

2K + 2O₂ → K₂O₄

Оксид калия может быть получен при нагревании металла до температуры не выше 180°C в среде, содержащей очень мало кислорода, или при нагревании смеси пероксида калия с металлическим калием:

K₂O₄ + 6K → 4K₂O

Оксиды калия обладают ярко выраженными основными свойствами, бурно реагируют с водой, кислотами и кислотными оксидами. Практического значения они не имеют. Пероксиды представляют собой желтовато-белые порошки, которые, хорошо растворяясь в воде, образуют щёлочи и пероксид водорода:

2K₂O₄ + 2CO₂ → 2K₂CO₃ + 3O₂

Свойство обменивать углекислый газ на кислород используется в изолирующих противогазах и на подводных лодках. В качестве поглотителя используют эквимолярную смесь пероксидов калия и натрия. Если смесь не эквимолярна, то в случае избытка пероксида натрия поглотится больше газа, чем выделится (при поглощении двух объёмов CO₂ выделяется один объём O₂), и давление в замкнутом пространстве упадёт, а в случае избытка пероксида калия (при поглощении двух объёмов CO₂ выделяется три объёма O₂) выделяется больше газа, чем поглотится, и давление повысится.

В случае эквимолярной смеси (Na₂O₂:K₂O₄ = 1:1) объёмы поглощаемого и выделяемого газов будут равны (при поглащении четырёх объёмов CO₂ выделяется четыре объёма O₂).

Пероксиды являются сильными окислителями, поэтому их применяют для отбеливания тканей в текстильной промышленности.

Получают пероксиды прокаливанием металлов на воздухе, освобождённом от углекислого газа.

Гидроксиды[]

Основная статья: Гидроксид калия

Гидроксид калия (или едкое кали) представляет собой твёрдые белые непрозрачные, очень гигроскопичные кристаллы, плавящиеся при температуре 360°C. Гидроксид калия относится к щелочам. Он хорошо растворяется в воде с выделением большого количества тепла. Растворимость едкого кали при 20°C в 100 г. воды составляет 112 г.

Применение[]

Жидкий при комнатной температуре сплав калия и натрия используется в качестве теплоносителя в замкнутых системах, например в атомных силовых установках на быстрых нейтронах, кроме того широко применяются его жидкие сплавы с рубидием и цезием. Сплав состава натрий 12%, калий 47%, цезий 41% обладает рекордно низкой температурой плавления -78°С.
Соединения калия — важнейший биогенный элемент и потому применяются в качестве удобрений
Соли калия широко используются в гальванотехнике, так как, несмотря на относительно высокую стоимость, они часто более растворимы, чем соответствующие соли натрия, и потому обеспечивают интенсивную работу электролитов при повышенной плотности тока.

Важные соединения[]

Файл:FlammenfärbungK.png

Фиолетовый цвет пламени ионов калия в пламени горелки

Бромид калия — применяется в медицине и как успокаивающее средство для нервной системы
Гидроксид калия — применяется в щелочных аккумуляторах, и при сушке газов.
Карбонат калия (поташ) — используется как удобрение, при варке стекла
Хлорид калия (сильвин, «калийная соль») — используется как удобрение
Нитрат калия (калийная селитра) — удобрение, компонент черного пороха
Перхлорат и хлорат (бертолетова соль) используются в производстве спичек, ракетных порохов, осветительных зарядов, взрывчатых веществ, в гальванотехнике.
Бихромат (хромпик) используется для приготовления «хромовой смеси» для мытья химической посуды и при обработке кожи (дубление). Также используется для очистки ацетилена на ацетиленовых заводах от аммиака, сероводорода и фосфина.
Перманганат калия как антисептическое средство в медицине.
Тартрат натрия-калия в качестве пьезоэлектрика (сегнетова соль).
Дигидрофосфат и дидейтерофосфат в виде монокристаллов в лазерной технике.
Перекись калия используется для регенерации воздуха на подводных лодках.
Фтороборат калия важный флюс для пайки сталей и цветных металлов.
Цианид калия применяется в гальванотехнике (серебрение, золочение), и при нитроцементации стали.
Калий совместно с перекисью калия применяется при термохимическом разложении воды на водород и кислород (калиевый цикл «Газ де Франс», Франция).

Биологическая роль[]

Калий — важнейший биогенный элемент, особенно в растительном мире. При недостатке калия в почве растения развиваются очень плохо, уменьшается урожай, поэтому около 90% добываемых солей калия использую в качестве удобрений.

Калий в организме человека[]

Калий содержится в клетках, регулирует водный баланс организма и нормализует ритм сердца, влияет на работу нервных и мышечных клеток. Калий способствует ясности ума, улучшает снабжение мозга кислородом, помогает избавляться от шлаков, действует как иммуномодулятор, способствует снижению давления крови и помогает при лечении аллергии.

Нормы содержания калия в ммоль/л:

До 12 мес: 4,1 — 5,3
12 мес — 14 лет: 3,4 — 4,7
Старше 14 лет: 3,5 — 5,5

При переизбытке калия развивается гиперкалиемия, а при недостатке — гипокалиемия. Пищевые источники: сушёные абрикосы, дыня, бобы, картофель, авокадо, бананы, брокколи, печень, молоко, ореховое масло, цитрусовые.

Изотопы[]

Файл:Electron shell 019 Potassium.svg

Электронная оболочка

Природный калий состоит из трёх изотопов. Два из них стабильны: ³⁹K (изотопная распространённость 93,258%) и ⁴¹K (6,730%). Третий изотоп ⁴⁰K (0,0117%) является бета-активным с периодом полураспада 1,251×10⁹ лет. В каждом грамме природного калия в секунду распадается в среднем 32 ядра ⁴⁰K, благодаря чему, например, в организме человека весом 70 кг ежесекундно происходит около 4000 радиоактивных распадов. ⁴⁰K считается одним из основных источников геотермальной энергии, выделяемой в недрах Земли (мощность оценивается в 44 ТВт). В минералах, содержащих калий, постепенно накапливается ⁴⁰Ar, один из продуктов распада калия-40, что позволяет измерять возраст горных пород; калий-аргоновый метод является одним из основных методов ядерной геохронологии.

См. также[]

Категория:Соединения калия
Щелочные металлы
Натрий, по химическим свойствам очень схожий с калием

Ссылки[]

Литература[]

Пилипенко А.Т. Натрий и калий // Справочник по элементарной химии. — 2-е изд. — Киев: Наукова думка, 1978. — С. 316—319. (см. ISBN )

Дроздов А. Яростные металлы // Энциклопедия для детей. Химия. — М.: Аванта +, 2002. — С. 184—187. — ISBN 5-8483-0027-5. (см. ISBN )

**Периодическая система элементов**
H																	He
Li	Be											B	C	N	O	F	Ne
Na	Mg											Al	Si	P	S	Cl	Ar
K	Ca	Sc	Ti	V	Cr	Mn	Fe	Co	Ni	Cu	Zn	Ga	Ge	As	Se	Br	Kr
Rb	Sr	Y	Zr	Nb	Mo	Tc	Ru	Rh	Pd	Ag	Cd	In	Sn	Sb	Te	I	Xe
Cs	Ba	*	Hf	Ta	W	Re	Os	Ir	Pt	Au	Hg	Tl	Pb	Bi	Po	At	Rn
Fr	Ra	**	Rf	Db	Sg	Bh	Hs	Mt	Ds	Rg	Uub	Uut	Uuq	Uup	Uuh	Uus	Uuo

	*	La	Ce	Pr	Nd	Pm	Sm	Eu	Gd	Tb	Dy	Ho	Er	Tm	Yb	Lu
	**	Ac	Th	Pa	U	Np	Pu	Am	Cm	Bk	Cf	Es	Fm	Md	No	Lr

af:Kalium ar:بوتاسيوم ast:Potasiu bg:Калий bs:Kalijum ca:Potassi co:Potassiu cs:Draslík cy:Potasiwm da:Kalium de:Kalium el:Κάλιο en:Potassium eo:Kalio es:Potasio et:Kaalium fi:Kalium fr:Potassium gl:Potasio (elemento) he:אשלגן hr:Kalij hu:Kálium hy:Կալիում id:Kalium io:Kalio is:Kalín it:Potassio ja:カリウム jbo:sodnrkali ko:칼륨 ku:Qelye la:Kalium lb:Kalium lt:Kalis lv:Kālijs mi:Konurehu mk:Калиум nl:Kalium nn:Kalium no:Kalium nov:Kalium oc:Potassi pl:Potas pt:Potássio ro:Potasiu sh:Kalij simple:Potassium sk:Draslík sl:Kalij sq:Kaliumi sr:Калијум sv:Kalium tg:Калий th:โพแทสเซียม tr:Potasyum ug:Kaliy uk:Калій uz:Kaliy vi:Kali wa:Potassiom zh:钾 zh-yue:鉀

Выделить Калий и найти в:

Страница 0 - краткая статья
Страница 1 - энциклопедическая статья
Разное - на страницах: 2 , 3 , 4 , 5
Прошу вносить вашу информацию в «Калий 1», чтобы сохранить ее

Калий

Содержание