Obstajajo trije glavni razredi povezav. To so kisline, alkalije in oksidi. Kislina je sestavljena iz vodikovega kationa in aniona kislinskega ostanka. Alkalije - iz kovinskega kationa in hidroksilne skupine. O oksidih bomo podrobneje govorili kasneje.
Kaj je oksid?
Je spojina, sestavljena iz dveh različnih kemičnih elementov, od katerih je eden kisik. Drugi je lahko kovinski ali nekovinski. Število atomov kisika je odvisno od valence drugega kemični element vključeno v spojino. Tako je na primer valenca kalija ena, zato bo kalijev oksid vseboval en atom kisika in dva atoma kalija. Valenca kalcija je dve, zato bo njegov oksid sestavljen iz enega atoma kisika in enega atoma kalcija. Valenca fosforja je pet, zato je njegov oksid sestavljen iz dveh atomov fosforja in petih atomov kisika.
V tem članku bomo podrobneje govorili o kalijevem oksidu. Namreč - o njegovih fizikalnih in kemijskih lastnostih, o njegovi uporabi na različnih področjih industrije.
Kalijev oksid: formula
Ker je valenca te kovine ena, valenca kisika pa dve, bo ta kemična spojina sestavljena iz dveh atomov kovine in enega atoma kisika. Torej, kalijev oksid: formula je K 2 O.
Fizične lastnosti
Obravnavani oksid ima bledo rumeno barvo. Včasih je lahko tudi brezbarvna. Pri sobni temperaturi ima trdno agregatno stanje.
Tališče te snovi je 740 stopinj Celzija.
Gostota je 2,32 g/cm 3 .
Pri termični razgradnji tega oksida nastane peroksid iste kovine in čistega kalija.
Topen v organskih topilih.
V vodi se ne topi, ampak z njo reagira.
Ima visoko higroskopičnost.
Kemijske lastnosti K 2 O
Ta snov je značilna za vse osnovne okside kemijske lastnosti. Razmislite o kemičnih reakcijah tega oksida z različne snovi v redu.
Reakcija z vodo
Prvič, lahko reagira z vodo in posledično tvori hidroksid te kovine.
Enačba za takšno reakcijo je naslednja:
- K 2 O + H 2 O \u003d 2KOH
Če poznamo molsko maso vsake od snovi, lahko iz enačbe sklepamo naslednje: iz 94 gramov zadevnega oksida in 18 gramov vode lahko dobimo 112 gramov kalijevega hidroksida.
z drugimi oksidi
Poleg tega je zadevni oksid sposoben reagirati z ogljikovim dioksidom (ogljikov dioksid). Pri tem nastane sol – kalijev karbonat.
Enačbo za reakcijo kalijevega oksida in ogljikovega oksida lahko zapišemo takole:
- K 2 O + CO 2 \u003d K 2 CO 3
Torej lahko sklepamo, da je od 94 gramov zadevnega oksida in 44 gramov ogljikov dioksid izkaže se 138 gramov kalijevega karbonata.
Zadevni oksid lahko reagira tudi z žveplovim oksidom. V tem primeru nastane še ena sol - kalijev sulfat.
Interakcija kalijevega oksida z žveplovim oksidom se lahko izrazi z naslednjo enačbo:
- K 2 O + SO 3 \u003d K 2 SO 4
Iz tega je razvidno, da lahko dobimo 174 gramov kalijevega sulfata, če vzamemo 94 gramov zadevnega oksida in 80 gramov žveplovega oksida.
Na enak način lahko K 2 O reagira z drugimi oksidi.
Druga vrsta interakcije so reakcije ne s kislimi, temveč z amfoternimi oksidi. V tem primeru ne nastane kislina, ampak sol. Primer takega kemični proces je lahko interakcija obravnavanega oksida s cinkovim oksidom.
To reakcijo lahko izrazimo z naslednjo enačbo:
- K 2 O + ZnO \u003d K 2 ZnO 2
Iz tega je razvidno, da pri interakciji zadevnega oksida in cinkovega oksida nastane sol, imenovana kalijev cinkat. Če poznate molsko maso vseh snovi, potem lahko izračunate, da lahko iz 94 gramov K 2 O in 81 gramov cinkovega oksida dobite 175 gramov kalijevega cinkata.
K 2 O lahko medsebojno deluje tudi z dušikovim oksidom. V tem primeru nastane mešanica dveh soli: kalijevega nitrata in kalijevega nitrita. Enačba za to reakcijo izgleda takole:
- K 2 O + 2NO 2 \u003d KNO 3 + KNO 2
Če poznate molske mase snovi, lahko rečemo, da je mogoče iz 94 gramov zadevnega oksida in 92 gramov dušikovega oksida dobiti 101 gram nitrata in 85 gramov nitrita.
Interakcija s kislinami
Najpogostejši primer je kalijev oksid + žveplova kislina = kalijev sulfat + voda. Enačba reakcije izgleda takole:
- K 2 O + H 2 SO 4 \u003d K 2 SO 4 + H 2 O
Iz enačbe lahko sklepamo, da morate za pridobitev 174 gramov kalijevega sulfata in 18 gramov vode vzeti 94 gramov zadevnega oksida in 98 gramov žveplove kisline.
Podobno obstaja kemijska interakcija med zadevnim oksidom in dušikovo kislino. Pri tem nastaneta kalijev nitrat in voda. Enačbo za to reakcijo lahko zapišemo takole:
- 2K 2 O + 4HNO 3 \u003d 4KNO 3 + 2H 2 O
Tako lahko iz 188 gramov obravnavanega oksida in 252 gramov dušikove kisline dobimo 404 grame kalijevega nitrata in 36 gramov vode.
Po istem principu lahko zadevni oksid reagira z drugimi kislinami. Pri tem bodo nastale druge soli in voda. Tako na primer, ko ta oksid reagira s fosforno kislino, dobimo fosfat in vodo, s kloridno kislino, klorid in vodo itd.
K 2 O in halogeni
Obravnavana kemična spojina lahko reagira tudi s snovmi te skupine. Halogeni so enostavne povezave, sestavljen iz več atomov istega kemičnega elementa. To so na primer klor, brom, jod in nekateri drugi.
Torej, klor in kalijev oksid: enačba:
- K 2 O + CI 2 \u003d KSI + KSIO
Kot rezultat te interakcije nastaneta dve soli: klorid in kalijev hipoklorit. Iz 94 gramov zadevnega oksida in 70 gramov klora dobimo 74 gramov kalijevega klorida in 90 gramov kalijevega hipoklorita.
Interakcija z amoniakom
K 2 O lahko reagira s to snovjo. Kot rezultat te kemične interakcije nastaneta kalijev hidroksid in amid. Enačba za to reakcijo izgleda takole:
- K 2 O + NH 3 \u003d KOH + KNH 2
Če poznamo molske mase vseh snovi, je mogoče izračunati deleže reaktantov in reakcijskih produktov. Iz 94 gramov zadevnega oksida in 17 gramov amoniaka je mogoče dobiti 56 gramov kalijevega hidroksida in 55 gramov kalijevega amida.
Interakcija z organskimi snovmi
Od organskih kemikalij kalijev oksid medsebojno deluje z etri in alkoholi. Vendar so te reakcije počasne in zahtevajo posebne pogoje.
Pridobivanje K 2 O
dano Kemična snov mogoče pridobiti na več načinov. Tukaj so najpogostejši:
- Iz kalijevega nitrata in kovinskega kalija. Ta dva reaktanta se segrejeta, pri čemer nastaneta K 2 O in dušik. Reakcijska enačba je naslednja: 2KNO 3 + 10K = N 2 + 6K 2 O.
- Druga metoda poteka v dveh fazah. Najprej pride do reakcije med kalijem in kisikom, kar povzroči nastanek kalijevega peroksida. Reakcijska enačba je videti takole: 2K + O 2 \u003d K 2 O 2. Nadalje je peroksid obogaten s kalijem, zaradi česar dobimo kalijev oksid. Reakcijsko enačbo lahko zapišemo na naslednji način: K 2 O 2 + 2K \u003d 2K 2 O.
Uporaba K 2 O v industriji
Najpogosteje obravnavana snov se uporablja v kmetijski industriji. Ta oksid je ena od komponent mineralna gnojila. Kalij je zelo pomemben za rastline, saj povečuje njihovo odpornost na različne bolezni. Tudi zadevna snov se uporablja v gradbeništvu, saj je lahko prisotna v sestavi nekaterih vrst cementa. Poleg tega se uporablja v kemični industriji za pridobivanje drugih kalijevih spojin.
Ta članek bo karakteriziral kalij z vidika fizike in kemije. Prva od teh ved proučuje mehanske in zunanje lastnosti snovi. In drugo - njihova medsebojna interakcija - je kemija. Kalij je devetnajsti element v periodnem sistemu. Spada v Ta članek bo obravnaval elektronsko formulo kalija in njegovo obnašanje z drugimi snovmi itd. To je ena najbolj aktivnih kovin. Veda, ki se ukvarja s preučevanjem tega in drugih elementov, je kemija. Razred 8 predvideva preučevanje njihovih lastnosti. Zato bo ta članek koristen za študente. Torej, začnimo.
Značilnosti kalija z vidika fizike
To je enostavna snov, ki je v normalnih pogojih v trdnem agregatnem stanju. Tališče je triinšestdeset stopinj Celzija. Ta kovina zavre, ko temperatura doseže sedemsto enainšestdeset stopinj Celzija. Zadevna snov ima srebrno belo barvo. Ima kovinski lesk.
Gostota kalija je šestinosemdeset stotink grama na kubični centimeter. Je zelo lahka kovina. Formula za kalij je zelo preprosta – ne tvori molekul. Ta snov je sestavljena iz atomov, ki se nahajajo blizu drug drugega in imajo kristalno mrežo. Atomska masa kalija je devetintrideset gramov na mol. Njegova trdota je zelo nizka - zlahka ga je mogoče rezati z nožem, kot sir.
Kalij in kemija
Začnimo z dejstvom, da je kalij kemični element, ki ima zelo visoko kemično aktivnost. Ne morete ga niti shraniti na prostem, saj takoj začne reagirati s snovmi, ki ga obkrožajo. Kalij je kemijski element, ki spada v prvo skupino in četrto periodo periodnega sistema. Ima vse lastnosti, ki so značilne za kovine.
Interakcija s preprostimi snovmi
Sem spadajo: kisik, dušik, žveplo, fosfor, halogeni (jod, fluor, klor, brom). Da bi razmislili o interakciji kalija z vsakim od njih. Interakcija s kisikom se imenuje oksidacija. Med tem kemijska reakcija kalij in kisik se porabita v molskem razmerju štiri dele proti ena, kar povzroči nastanek oksida zadevne kovine v količini dveh delov. To interakcijo lahko izrazimo z naslednjo reakcijsko enačbo: 4K + O2 = 2K2O. Pri gorenju kalija lahko opazujemo
Zato se ta reakcija šteje za kvalitativno za določanje kalija. Reakcije s halogeni so poimenovane glede na imena teh kemičnih elementov: to so jodiranje, fluoriranje, kloriranje, bromiranje. Te interakcije lahko imenujemo adicijske reakcije, saj se atomi dveh različnih snovi združijo v eno. Primer takega procesa je reakcija med kalijem in klorom, ki povzroči nastanek klorida zadevne kovine. Za izvedbo te interakcije je potrebno vzeti ti dve komponenti - dva mola prvega in enega drugega. Posledično nastaneta dva mola kalijeve spojine. To reakcijo izrazimo z naslednjo enačbo: 2K + CI2 = 2KCI. Z dušikom lahko kalij tvori spojine pri sežiganju na prostem. Med to reakcijo se zadevna kovina in dušik porabita v molskem razmerju šest delov proti ena; zaradi te interakcije nastane kalijev nitrid v količini dveh delov. To lahko prikažemo kot naslednjo enačbo: 6K + N2 = 2K3N. Ta spojina je zeleno-črni kristal. S fosforjem obravnavana kovina reagira po istem principu. Če vzamemo tri mole kalija in en mol fosforja, dobimo en mol fosfida. To kemično interakcijo lahko zapišemo kot naslednjo reakcijsko enačbo: 3K + P = K3P. Poleg tega lahko kalij reagira z vodikom in tvori hidrid. Kot primer lahko navedemo naslednjo enačbo: 2K + H2 \u003d 2KN. Vse adicijske reakcije potekajo le pri visokih temperaturah.
Interakcija s kompleksnimi snovmi
Značilnost kalija z vidika kemije omogoča obravnavo te teme. Kalij lahko reagira z vodo, kislinami, solmi, oksidi. Pri vseh od njih obravnavana kovina reagira drugače.
kalij in vodo
Ta kemični element z njim burno reagira. V tem primeru nastane hidroksid, pa tudi vodik. Če vzamemo dva mola kalija in vode, dobimo enako količino in en mol vodika. To kemijsko interakcijo lahko izrazimo z naslednjo enačbo: 2K + 2H2O = 2KOH = H2.
Reakcije s kislinami
Ker je kalij aktivna kovina, zlahka izpodriva vodikove atome iz njihovih spojin. Primer bi bila reakcija, ki se pojavi med zadevno snovjo in klorovodikovo kislino. Za izvedbo morate vzeti dva mola kalija in kislino v enaki količini. Posledično nastaneta dva mola in vodik - en mol. Ta proces lahko zapišemo na naslednji način: 2K + 2HCI = 2KCI + H2.
Kalij in oksidi
S to skupino anorganskih snovi obravnavana kovina reagira le z znatnim segrevanjem. Če je atom kovine, ki je del oksida, bolj pasiven od tistega, o katerem govorimo v tem članku, dejansko pride do reakcije izmenjave. Na primer, če vzamemo dva mola kalija in en mol bakrovega oksida, potem lahko kot rezultat njune interakcije dobimo en mol oksida zadevnega kemičnega elementa in čistega bakra. To lahko prikažemo v obliki naslednje enačbe: 2K + CuO = K2O + Cu. Tu pridejo do izraza močne redukcijske lastnosti kalija.
Interakcija z bazami
Kalij lahko reagira s kovinskimi hidroksidi, ki se nahajajo desno od njega v elektrokemični seriji aktivnosti. V tem primeru se kažejo tudi njegove obnovitvene lastnosti. Na primer, če vzamemo dva mola kalija in en mol barijevega hidroksida, potem kot rezultat substitucijske reakcije dobimo snovi, kot sta kalijev hidroksid v količini dveh molov in čisti barij (en mol) - obori se . Predstavljeno kemijsko interakcijo lahko prikažemo kot naslednjo enačbo: 2K + Ba(OH)2 = 2KOH + Ba.
Reakcije s solmi
V tem primeru kalij še vedno kaže svoje lastnosti močnega reducenta. Zamenjava atomov kemično bolj pasivnih elementov vam omogoča, da dobite čisto kovino. Na primer, če v količini dveh molov dodate tri mole kalija, potem kot rezultat te reakcije dobimo tri mole kalijevega klorida in dva mol aluminija. Ta proces lahko izrazimo z naslednjo enačbo: 3К + 2АІСІ3 = 3КІ2 + 2АІ.
Reakcije z maščobami
Če kateri koli organski snovi iz te skupine dodamo kalij, bo izpodrinil tudi enega od vodikovih atomov. Na primer, ko se stearin zmeša z zadevno kovino, nastaneta kalijev stearat in vodik. Nastala snov se uporablja za izdelavo tekočega mila. Tukaj se konča karakterizacija kalija in njegovih interakcij z drugimi snovmi.
Uporaba kalija in njegovih spojin
Kot vse kovine je tudi ta, o kateri razpravljamo v tem članku, potrebna za številne industrijske procese. Glavna uporaba kalija se pojavlja v kemični industriji. Zaradi visoke kemijske aktivnosti, izrazitih alkalijskih in redukcijskih lastnosti se uporablja kot reagent za številne interakcije in pridobivanje različnih snovi. Poleg tega se zlitine, ki vsebujejo kalij, uporabljajo kot hladilne tekočine v jedrskih reaktorjih. Kovina, obravnavana v tem članku, najde svojo uporabo tudi v elektrotehniki. Poleg vsega naštetega je ena glavnih sestavin gnojil za rastline. Poleg tega se njegove spojine uporabljajo v najrazličnejših panogah. Torej, pri pridobivanju zlata se uporablja kalijev cianid, ki služi kot reagent za ločevanje dragocenih kovin iz rud. Fosfati obravnavanega kemičnega elementa so sestavine različnih čistil in praškov. Vžigalice vsebujejo klorat te kovine. Pri izdelavi filmov za stare kamere je bil uporabljen bromid zadevnega elementa. Kot že veste, ga je mogoče pridobiti z bromiranjem kalija pri visokih temperaturah. V medicini se uporablja klorid tega kemičnega elementa. Pri izdelavi mila - stearat in drugi derivati maščob.
Pridobivanje zadevne kovine
Dandanes se kalij v laboratorijih pridobiva na dva glavna načina. Prvi je, da ga obnovimo iz hidroksida s pomočjo natrija, ki je kemično celo bolj aktiven od kalija. In drugo je pridobivanje iz klorida, tudi s pomočjo natrija. Če enemu molu kalijevega hidroksida dodate enako količino natrija, nastane en mol natrijeve alkalije in čistega kalija. Enačba za to reakcijo je naslednja: KOH + Na = NaOH + K. Za izvedbo reakcije druge vrste morate zmešati klorid zadevne kovine in natrij v enakih molskih razmerjih. Posledično nastajajo snovi, kot sta kuhinjska sol in kalij, v enakem razmerju. To kemično interakcijo lahko izrazimo z naslednjo reakcijsko enačbo: KSI + Na = NaCl + K.
Struktura kalija
Atom tega kemičnega elementa, tako kot vsi drugi, je sestavljen iz jedra, ki vsebuje protone in nevtrone ter elektrone, ki se vrtijo okoli njega. Število elektronov je vedno enako številu protonov, ki so v jedru. Če se kateri koli elektron odcepi ali pridruži atomu, potem ta že preneha biti nevtralen in se spremeni v ion. So dveh vrst: kationi in anioni. Prvi so pozitivno nabiti, drugi pa negativno. Če se elektron pridruži atomu, se ta spremeni v anion, če pa kateri od elektronov zapusti njegovo orbito, nevtralni atom postane kation. Ker je zaporedna številka kalija po periodnem sistemu devetnajst, je enako število protonov v jedru tega kemičnega elementa. Zato lahko sklepamo, da je okrog jedra devetnajst elektronov. Število protonov, ki jih vsebuje struktura atoma, je mogoče določiti z odštevanjem od atomska masa vrstna številka kemijskega elementa. Torej lahko sklepamo, da je v kalijevem jedru dvajset protonov. Ker kovina, obravnavana v tem članku, spada v četrto obdobje, ima štiri orbite, na katerih so enakomerno porazdeljeni elektroni, ki so vedno v gibanju. Shema kalija je naslednja: dva elektrona se nahajata v prvi orbiti, osem v drugi; pa tudi v tretji, v zadnji, četrti, orbiti se vrti samo en elektron. To pojasnjuje visoka stopnja kemijska aktivnost dane kovine - njena zadnja orbita ni popolnoma zapolnjena, zato se nagiba k združevanju z nekaterimi drugimi atomi, zaradi česar bodo njihovi elektroni zadnjih orbit postali skupni.
Kje lahko najdemo ta element v naravi?
Ker ima izjemno visoko kemično aktivnost, ga v čisti obliki ne najdemo nikjer na planetu. Vidimo ga lahko samo kot del različnih spojin. kalija v zemeljski skorji je 2,4 odstotka. Najpogostejša minerala, ki vsebujeta kalij, sta salvinit in karnalit. Prvi ima naslednjo kemijsko formulo: NaCl.KCl. Je pestre barve in je sestavljen iz številnih kristalov različnih barv. Odvisno od razmerja kalijevega klorida in natrija ter prisotnosti nečistoč lahko vsebuje rdeče, modre, rožnate, oranžne komponente. Drugi mineral - karnalit - izgleda kot prozorni, bledo modri, svetlo rožnati ali bledo rumeni kristali. Njegovo kemijska formula izgleda takole: KCl.MgCl2.6H2O. Je kristalni hidrat.
Vloga kalija v telesu, simptomi pomanjkanja in presežka
Skupaj z natrijem vzdržuje vodno-solno ravnovesje celice. Sodeluje tudi pri prenosu med membranami živčnega impulza. Poleg tega uravnava kislinsko-bazično ravnovesje v celici in v telesu kot celoti. Sodeluje v presnovnih procesih, preprečuje nastanek edema, je del citoplazme - približno petdeset odstotkov - sol zadevne kovine. Glavni znaki, da telesu primanjkuje kalija, so otekanje, pojav bolezni, kot je vodenica, razdražljivost in motnje v delovanju živčnega sistema, zaviranje reakcije in motnje spomina.
Poleg tega nezadostna količina tega elementa v sledovih negativno vpliva na srčno-žilni in mišični sistem. Dolgotrajno pomanjkanje kalija lahko povzroči srčni napad ali možgansko kap. Toda zaradi presežka kalija v telesu se lahko razvije razjeda na tankem črevesu. Če želite uravnotežiti svojo prehrano tako, da dobite normalno količino kalija, morate vedeti, katera živila ga vsebujejo.
Živila z visoko vsebnostjo zadevnega mikrohranila
Najprej so to oreščki, kot so indijski orehi, orehi, lešniki, arašidi, mandlji. Prav tako ga veliko količino najdemo v krompirju. Poleg tega se kalij nahaja v suhem sadju, kot so rozine, suhe marelice, suhe slive. S tem elementom so bogate tudi pinjole. Tudi njegova visoka koncentracija je opažena v stročnicah: fižol, grah, leča. Tudi morske alge so bogate s tem kemičnim elementom. Drugi izdelki, ki vsebujejo ta element v v velikem številu, so zeleni čaj in kakav. Poleg tega ga najdemo v visokih koncentracijah v številnih vrstah sadja, kot so avokado, banane, breskve, pomaranče, grenivke in jabolka. Številna žita so bogata z zadevnim elementom v sledovih. To je predvsem biserni ječmen, pa tudi pšenica in ajdovo zrnje. Tudi peteršilj in brstični ohrovt vsebujeta veliko kalija. Poleg tega se nahaja v korenju in melonah. Čebula in česen imata precejšnjo količino obravnavanega kemičnega elementa. Tudi kokošja jajca, mleko in sir vsebujejo veliko kalija. Dnevna norma tega kemičnega elementa za povprečnega človeka je od tri do pet gramov.
Zaključek
Po branju tega članka lahko sklepamo, da je kalij izjemno pomemben kemični element. Potreben je za sintezo številnih spojin v kemični industriji. Poleg tega se uporablja v številnih drugih panogah. Zelo pomemben je tudi za človeško telo, zato ga je treba redno in v zahtevana količina pojdi tja s hrano.
Kalij - devetnajsti element periodnega sistema Mendelejeva, spada med alkalijske kovine. To je preprosta snov, ki je v normalnih pogojih v trdnem agregatnem stanju. Kalij vre pri temperaturi 761 °C. Tališče elementa je 63 °C. Kalij je srebrno bele barve s kovinskim leskom.
Kemijske lastnosti kalija
Kalij - ki ima visoko kemično aktivnost, zato ga ni mogoče shranjevati na prostem: alkalijska kovina takoj reagira z okoliškimi snovmi. Ta kemični element spada v skupino I in obdobje IV periodnega sistema. Kalij ima vse značilne lastnosti kovin.
Medsebojno deluje s preprostimi snovmi, ki vključujejo halogene (brom, klor, fluor, jod) ter fosfor, dušik in kisik. Interakcija kalija s kisikom se imenuje oksidacija. Med to kemično reakcijo se kisik in kalij porabita v molskem razmerju 4:1, kar ima za posledico nastanek kalijevega oksida v količini dveh delov. To interakcijo lahko izrazimo z reakcijsko enačbo:
4K + O₂ \u003d 2K₂O
Med zgorevanjem kalija opazimo plamen svetlo vijolične barve.
Takšna interakcija velja za kvalitativno reakcijo na določanje kalija. Reakcije kalija s halogeni so poimenovane glede na imena kemijskih elementov: to so fluoriranje, jodiranje, bromiranje, kloriranje. Takšne interakcije so adicijske reakcije. Primer je reakcija med kalijem in klorom, pri kateri nastane kalijev klorid. Za izvedbo takšne interakcije vzamemo dva mola kalija in en mol. Posledično nastaneta dva mola kalija:
2K + СІ₂ = 2КІ
Molekulska struktura kalijevega kloridaPri kurjenju na prostem se kalij in dušik porabljata v molskem razmerju 6:1. Kot rezultat te interakcije nastane kalijev nitrid v količini dveh delov:
6K + N₂ = 2K3N
Spojina so zeleno-črni kristali. Na enak način kalij reagira s fosforjem. Če vzamete 3 mole kalija in 1 mol fosforja, dobite 1 mol fosfida:
3K + P = K₃P
Kalij reagira z vodikom in tvori hidrid:
2K + N₂ = 2KN
Vse adicijske reakcije potekajo pri visokih temperaturah
Interakcija kalija s kompleksnimi snovmi
Kompleksne snovi, s katerimi reagira kalij, vključujejo vodo, soli, kisline in okside. Ker je kalij aktivna kovina, izpodriva vodikove atome iz njihovih spojin. Primer je reakcija med kalijem in klorovodikovo kislino. Za njegovo izvedbo vzamemo 2 mola kalija in kisline. Kot rezultat reakcije nastaneta 2 mola kalijevega klorida in 1 mol vodika:
2K + 2HCI = 2KSI + H₂
Podrobneje je vredno razmisliti o procesu interakcije kalija z vodo. Kalij burno reagira z vodo. Giblje se po površini vode, potiska ga sproščeni vodik:
2K + 2H₂O = 2KOH + H₂
Med reakcijo se sprosti veliko toplote na časovno enoto, kar vodi do vžiga kalija in sproščenega vodika. To je zelo zanimiv proces: ob stiku z vodo se kalij takoj vžge, vijoličasti plamen prasketa in se hitro premika po površini vode. Ob koncu reakcije nastane blisk z brizganjem kapljic gorečega kalija in produktov reakcije.
Reakcija kalija z vodo
Glavni končni produkt reakcije kalija z vodo je kalijev hidroksid (alkalija). Enačba za reakcijo kalija z vodo:
4K + 2H₂O + O₂ = 4KOH
Pozor! Ne poskušajte sami ponoviti te izkušnje!
Če poskus izvedete nepravilno, lahko dobite opekline z alkalijami. Za reakcijo običajno uporabimo kristalizator z vodo, v katerega damo košček kalija. Takoj, ko vodik preneha goreti, mnogi želijo pogledati v kristalizator. V tem trenutku pride do končne faze reakcije kalija z vodo, ki jo spremlja šibka eksplozija in brizganje nastale vroče alkalije. Zato je iz varnostnih razlogov vredno vzdrževati nekaj razdalje od laboratorijske mize, dokler reakcija ni končana. našli boste najbolj spektakularna doživetja, ki jih lahko doživite s svojimi otroki doma.
Struktura kalija
Kalijev atom je sestavljen iz jedra, ki vsebuje protone in nevtrone ter elektrone, ki se vrtijo okoli njega. Število elektronov je vedno enako številu protonov v jedru. Ko se elektron loči ali pritrdi na atom, preneha biti nevtralen in se spremeni v ion. Ione delimo na katione in anione. Kationi imajo pozitiven naboj, anioni pa negativen naboj. Ko je elektron vezan na atom, postane anion; če eden od elektronov zapusti svojo orbito, se nevtralni atom spremeni v kation.
Zaporedna številka kalija v periodnem sistemu Mendelejeva je 19. To pomeni, da je tudi v jedru kemičnega elementa 19 protonov. Sklep: okoli jedra je 19 elektronov. Število protonov v strukturi določimo takole: odštejte zaporedno številko kemijskega elementa od atomske mase. Sklep: v kalijevem jedru je 20 protonov. Kalij spada v obdobje IV, ima 4 "orbite", na katerih so enakomerno razporejeni elektroni, ki so v stalnem gibanju. Na prvi "orbiti" sta 2 elektrona, na drugi - 8; na tretji in na zadnji, četrti "orbiti" se vrti 1 elektron. To pojasnjuje visoko stopnjo kemijske aktivnosti kalija: njegova zadnja "orbita" ni popolnoma zapolnjena, zato se element nagiba k združevanju z drugimi atomi. Posledično bodo elektroni zadnjih orbit obeh elementov postali skupni.