پتاسیم نوزدهمین عنصر جدول تناوبی و متعلق به فلزات قلیایی است. این یک ماده ساده است که در شرایط عادی، در حالت تجمع جامد است. پتاسیم در دمای 761 درجه سانتیگراد می جوشد. نقطه ذوب عنصر 63 درجه سانتیگراد است. پتاسیم دارای رنگ سفید مایل به نقره ای با درخشندگی فلزی است.
خواص شیمیایی پتاسیم
پتاسیم از نظر شیمیایی بسیار فعال است، بنابراین نمی توان آن را در هوای آزاد ذخیره کرد: فلز قلیایی فورا با مواد اطراف واکنش نشان می دهد. این عنصر شیمیایی متعلق به گروه I و دوره IV جدول تناوبی است. پتاسیم تمام خواص مشخصه فلزات را دارد.
با مواد ساده ای که شامل هالوژن (برم، کلر، فلوئور، ید) و فسفر، نیتروژن و اکسیژن هستند، برهم کنش می کند. برهمکنش پتاسیم با اکسیژن را اکسیداسیون می گویند. در طی این واکنش شیمیایی، اکسیژن و پتاسیم به نسبت مولی 4 به 1 مصرف می شود و در نتیجه دو قسمت اکسید پتاسیم تشکیل می شود. این تعامل را می توان با معادله واکنش بیان کرد:
4K + O2 = 2K2O
هنگامی که پتاسیم می سوزد، شعله بنفش روشن مشاهده می شود.
این برهمکنش یک واکنش کیفی برای تعیین پتاسیم در نظر گرفته می شود. واکنش های پتاسیم با هالوژن ها با توجه به نام عناصر شیمیایی نامگذاری می شوند: فلوئوراسیون، ید، برم، کلر. این گونه فعل و انفعالات، واکنش های جمعی هستند. به عنوان مثال، واکنش بین پتاسیم و کلر است که منجر به تشکیل کلرید پتاسیم می شود. برای انجام چنین تعاملی، دو مول پتاسیم و یک مول مصرف کنید. در نتیجه دو مول پتاسیم تشکیل می شود:
2K + СІ₂ = 2KІ
ساختار مولکولی کلرید پتاسیمهنگام سوزاندن در هوای آزاد، پتاسیم و نیتروژن به نسبت مولی 6: 1 مصرف می شود. در نتیجه این فعل و انفعال، نیترید پتاسیم به مقدار دو قسمت تشکیل می شود:
6K + N2 = 2K3N
این ترکیب به صورت بلورهای سبز-سیاه ظاهر می شود. پتاسیم طبق همین اصل با فسفر واکنش می دهد. اگر 3 مول پتاسیم و 1 مول فسفر مصرف کنید، 1 مول فسفید دریافت می کنید:
3K + Р = К₃Р
پتاسیم با هیدروژن واکنش می دهد و هیدرید تشکیل می دهد:
2K + N2 = 2KN
تمام واکنش های افزودن در دماهای بالا رخ می دهد
برهمکنش پتاسیم با مواد پیچیده
مواد پیچیده ای که پتاسیم با آنها واکنش نشان می دهد شامل آب، نمک ها، اسیدها و اکسیدها است. از آنجایی که پتاسیم یک فلز واکنش پذیر است، اتم های هیدروژن را از ترکیبات آنها جابجا می کند. یک مثال واکنشی است که بین پتاسیم و اسید هیدروکلریک رخ می دهد. برای انجام آن، 2 مول پتاسیم و اسید مصرف می شود. در نتیجه واکنش، 2 مول کلرید پتاسیم و 1 مول هیدروژن تشکیل می شود:
2K + 2НІ = 2KІ + Н2
شایان ذکر است که روند تعامل پتاسیم با آب با جزئیات بیشتری در نظر گرفته شود. پتاسیم به شدت با آب واکنش نشان می دهد. در امتداد سطح آب حرکت می کند و توسط هیدروژن آزاد شده رانده می شود:
2K + 2H2O = 2KOH + H2
در طی واکنش گرمای زیادی در واحد زمان آزاد می شود که منجر به اشتعال پتاسیم و هیدروژن آزاد شده می شود. این یک فرآیند بسیار جالب است: در تماس با آب، پتاسیم فورا مشتعل می شود، شعله بنفش می ترکد و به سرعت در امتداد سطح آب حرکت می کند. در پایان واکنش، فلاش با پاشیدن قطرات پتاسیم در حال سوختن و محصولات واکنش رخ می دهد.
واکنش پتاسیم با آب
محصول نهایی اصلی واکنش پتاسیم با آب، هیدروکسید پتاسیم (قلیا) است. معادله واکنش پتاسیم با آب:
4K + 2H2O + O2 = 4KOH
توجه! سعی نکنید خودتان این تجربه را تکرار کنید!
اگر آزمایش نادرست انجام شود، می توانید توسط قلیایی سوخته شوید. برای واکنش معمولاً از یک کریستالایزر با آب استفاده می شود که یک قطعه پتاسیم در آن قرار می گیرد. به محض توقف سوختن هیدروژن، بسیاری از مردم می خواهند به داخل کریستالایزر نگاه کنند. در این لحظه، مرحله نهایی واکنش پتاسیم با آب رخ می دهد که با یک انفجار ضعیف و پاشیدن قلیایی داغ حاصل همراه است. بنابراین، به دلایل ایمنی، حفظ فاصله معینی از نیمکت آزمایشگاه تا تکمیل کامل واکنش ارزش دارد. تماشایی ترین آزمایش هایی را که می توانید با فرزندان خود در خانه انجام دهید پیدا خواهید کرد.
ساختار پتاسیم
یک اتم پتاسیم از هسته ای تشکیل شده است که حاوی پروتون ها و نوترون ها و الکترون هایی است که به دور آن می چرخند. تعداد الکترون ها همیشه برابر با تعداد پروتون های درون هسته است. هنگامی که یک الکترون حذف می شود یا به یک اتم اضافه می شود، خنثی نیست و تبدیل به یون می شود. یون ها به کاتیون ها و آنیون ها تقسیم می شوند. کاتیون ها دارای بار مثبت و آنیون ها دارای بار منفی هستند. هنگامی که یک الکترون به یک اتم اضافه می شود، به آنیون تبدیل می شود. اگر یکی از الکترون ها مدار خود را ترک کند، اتم خنثی به کاتیون تبدیل می شود.
شماره سریال پتاسیم در جدول تناوبی 19 است یعنی در هسته یک عنصر شیمیایی نیز 19 پروتون وجود دارد.نتیجه گیری: در اطراف هسته 19 الکترون وجود دارد تعداد پروتون های ساختار به صورت زیر تعیین می شود: شماره سریال عنصر شیمیایی را از جرم اتمی کم کنید. نتیجه گیری: 20 پروتون در هسته پتاسیم وجود دارد. پتاسیم متعلق به دوره IV است، دارای 4 "مدار" است که در آن الکترون ها به طور مساوی توزیع شده و در حرکت ثابت هستند. "مدار" اول شامل 2 الکترون است، دومی - 8. در سومین و آخرین، چهارمین "مدار"، 1 الکترون می چرخد. این سطح بالای فعالیت شیمیایی پتاسیم را توضیح می دهد: آخرین "مدار" آن به طور کامل پر نشده است، بنابراین عنصر تمایل دارد با اتم های دیگر ترکیب شود. در نتیجه، الکترون های موجود در آخرین مدارهای دو عنصر مشترک خواهند شد.
این مقاله پتاسیم را از دیدگاه فیزیک و شیمی مشخص می کند. اولین مورد از این علوم به بررسی خواص مکانیکی و خارجی مواد می پردازد. و دوم تعامل آنها با یکدیگر است - این شیمی است. پتاسیم نوزدهمین عنصر جدول تناوبی است. متعلق به این مقاله فرمول الکترونیکی پتاسیم، رفتار آن با سایر مواد و غیره است. این یکی از فعال ترین فلزات است. علمی که این و سایر عناصر را مطالعه می کند، شیمی است. درجه 8 شامل مطالعه خواص آنها است. بنابراین، این مقاله برای دانش آموزان مفید خواهد بود. بنابراین، بیایید شروع کنیم.
ویژگی های پتاسیم از دیدگاه فیزیک
این یک ماده ساده است که در شرایط عادی، در حالت تجمع جامد است. نقطه ذوب شصت و سه درجه سانتیگراد است. این فلز زمانی به جوش می آید که دما به هفتصد و شصت و یک درجه سانتیگراد برسد. ماده مورد نظر دارای رنگ سفید مایل به نقره ای است. درخشندگی فلزی دارد.
چگالی پتاسیم هشتاد و شش صدم گرم در سانتی متر مکعب است. این یک فلز بسیار سبک است. فرمول پتاسیم بسیار ساده است - مولکول تشکیل نمی دهد. این ماده متشکل از اتم هایی است که در نزدیکی یکدیگر قرار گرفته اند و دارای شبکه کریستالی هستند. جرم اتمی پتاسیم سی و نه گرم بر مول است. سختی آن بسیار کم است - مانند پنیر به راحتی با چاقو بریده می شود.
پتاسیم و شیمی
بیایید با این واقعیت شروع کنیم که پتاسیم یک عنصر شیمیایی است که فعالیت شیمیایی بسیار بالایی دارد. شما حتی نمی توانید آن را در هوای آزاد ذخیره کنید، زیرا بلافاصله شروع به واکنش با مواد اطراف خود می کند. پتاسیم یک عنصر شیمیایی است که در گروه اول و دوره چهارم جدول تناوبی قرار دارد. تمام خواصی را دارد که مشخصه فلزات است.
تعامل با مواد ساده
اینها عبارتند از: اکسیژن، نیتروژن، گوگرد، فسفر، هالوژن (ید، فلوئور، کلر، برم). بیایید تعامل پتاسیم با هر یک از آنها را به ترتیب در نظر بگیریم. برهمکنش با اکسیژن را اکسیداسیون می گویند. در طی این واکنش شیمیایی، پتاسیم و اکسیژن به نسبت مولی چهار قسمت به یک مصرف می شود و در نتیجه اکسیدی از فلز مورد نظر به مقدار دو قسمت تشکیل می شود. این برهمکنش را می توان با استفاده از معادله واکنش زیر بیان کرد: 4K + O2 = 2K2O. وقتی پتاسیم می سوزد، می توانید مشاهده کنید
بنابراین، این واکنش برای تعیین پتاسیم کیفی در نظر گرفته می شود. واکنش ها با هالوژن ها با توجه به نام این عناصر شیمیایی نامگذاری می شوند: ید زایی، فلوئوراسیون، کلرزنی، برم زایی. این فعل و انفعالات را می توان واکنش های افزودن نامید، زیرا اتم های دو ماده مختلف در یک اتم ترکیب می شوند. نمونه ای از چنین فرآیندی واکنش بین پتاسیم و کلر است که منجر به تشکیل کلرید فلز مورد نظر می شود. برای انجام این فعل و انفعال، لازم است دو مول از این اجزا را بگیرید - دو مول از اول و یک مول از دوم. نتیجه دو مول ترکیب پتاسیم است. این واکنش با معادله زیر بیان می شود: 2K + СІ2 = 2KІ. پتاسیم در هوای آزاد می تواند با نیتروژن ترکیباتی ایجاد کند. در طی این واکنش، فلز مورد نظر و نیتروژن به نسبت مولی شش قسمت به یک مصرف می شود؛ در نتیجه این فعل و انفعال، نیترید پتاسیم به مقدار دو قسمت تشکیل می شود. این را می توان به صورت معادله زیر نشان داد: 6K + N2 = 2K3N. این ترکیب به صورت بلورهای سبز-سیاه ظاهر می شود. فلز مورد نظر طبق همین اصل با فسفر واکنش می دهد. اگر سه مول پتاسیم و یک مول فسفر بگیریم یک مول فسفید به دست می آید. این برهمکنش شیمیایی را می توان به شکل معادله واکنش زیر نوشت: 3K + P = K3P. علاوه بر این، پتاسیم می تواند با هیدروژن واکنش داده و هیدرید تشکیل دهد. به عنوان مثال، معادله زیر را می توان ارائه داد: 2K + H2 = 2KN. تمام واکنش های افزودنی فقط در حضور دماهای بالا رخ می دهد.
تعامل با مواد پیچیده
ویژگی های پتاسیم از نظر شیمیایی شامل توجه به این موضوع است. انواع ترکیباتی که پتاسیم می تواند با آنها واکنش نشان دهد عبارتند از آب، اسیدها، نمک ها و اکسیدها. واکنش فلز مورد نظر با همه آنها متفاوت است.
پتاسیم و آب
این عنصر شیمیایی به شدت با آن واکنش نشان می دهد. این باعث تولید هیدروکسید و همچنین هیدروژن می شود. اگر دو مول پتاسیم و آب بگیریم به همان مقدار و یک مول هیدروژن به دست می آید. این برهمکنش شیمیایی را می توان با استفاده از معادله زیر بیان کرد: 2K + 2H2O = 2KOH = H2.
واکنش با اسیدها
از آنجایی که پتاسیم یک فلز فعال است، به راحتی اتم های هیدروژن را از ترکیبات آنها جابجا می کند. یک مثال می تواند واکنشی باشد که بین ماده مورد نظر و اسید هیدروکلریک رخ می دهد. برای انجام آن، باید دو مول پتاسیم و همچنین اسید را به همان میزان مصرف کنید. در نتیجه، دو مول و هیدروژن تشکیل می شود - یک مول. این فرآیند را می توان با معادله زیر نوشت: 2K + 2НІ = 2KІ + Н2.
پتاسیم و اکسیدها
فلز مورد نظر با این گروه از مواد معدنی تنها پس از حرارت دادن قابل توجه واکنش نشان می دهد. اگر اتم فلزی که بخشی از اکسید است منفعل تر از آنچه در این مقاله در مورد آن صحبت می کنیم باشد، اساسا یک واکنش تبادلی رخ می دهد. به عنوان مثال، اگر دو مول پتاسیم و یک مول اکسید مس مصرف کنید، در نتیجه برهمکنش آنها می توانید یک مول از اکسید عنصر شیمیایی مورد نظر و مس خالص را بدست آورید. این را می توان به شکل معادله زیر نشان داد: 2K + CuO = K2O + Cu. اینجاست که خواص کاهش دهنده قوی پتاسیم به کار می رود.
تعامل با پایه ها
پتاسیم قادر به واکنش با هیدروکسیدهای فلزی است که در سمت راست آن در سری فعالیت الکتروشیمیایی قرار دارند. در این صورت خواص ترمیمی آن نیز ظاهر می شود. به عنوان مثال، اگر دو مول پتاسیم و یک مول هیدروکسید باریم بگیریم، در نتیجه واکنش جانشینی موادی مانند هیدروکسید پتاسیم به مقدار دو مول و باریم خالص (یک مول) به دست خواهیم آورد - رسوب می کند. . برهمکنش شیمیایی ارائه شده را می توان به صورت معادله زیر نشان داد: 2K + Ba(OH)2 = 2KOH + Ba.
واکنش با نمک
در این مورد، پتاسیم همچنان خواص خود را به عنوان یک عامل کاهنده قوی نشان می دهد. با جایگزینی اتم های عناصر شیمیایی غیرفعال تر، دستیابی به فلز خالص را ممکن می سازد. به عنوان مثال، اگر به مقدار دو مول سه مول پتاسیم اضافه کنید، در نتیجه این واکنش سه مول کلرید پتاسیم و دو مول آلومینیوم به دست می‌آوریم. این فرآیند را می توان با استفاده از معادله به صورت زیر بیان کرد: 3K + 2AІСІ3 = 3KІ2 + 2AІ.
واکنش با چربی ها
اگر به هر ماده آلی از این گروه پتاسیم اضافه کنید، یکی از اتم های هیدروژن را نیز جابجا می کند. به عنوان مثال، هنگامی که استئارین با فلز مورد نظر مخلوط می شود، استئارات پتاسیم و هیدروژن تشکیل می شود. از ماده به دست آمده برای تهیه صابون مایع استفاده می شود. اینجاست که توصیف پتاسیم و برهمکنش های آن با سایر مواد به پایان می رسد.
استفاده از پتاسیم و ترکیبات آن
مانند تمام فلزات، فلز مورد بحث در این مقاله برای بسیاری از فرآیندهای صنعتی ضروری است. کاربرد اصلی پتاسیم در صنایع شیمیایی رخ می دهد. به دلیل فعالیت شیمیایی بالا، فلز قلیایی بارز و خواص کاهنده، به عنوان یک معرف برای بسیاری از فعل و انفعالات و تولید مواد مختلف استفاده می شود. علاوه بر این، آلیاژهای حاوی پتاسیم به عنوان خنک کننده در راکتورهای هسته ای استفاده می شود. فلز مورد بحث در این مقاله کاربرد خود را در مهندسی برق نیز پیدا می کند. علاوه بر تمام موارد ذکر شده، یکی از اجزای اصلی کودهای گیاهی است. علاوه بر این، از ترکیبات آن در صنایع مختلف استفاده می شود. بنابراین در استخراج طلا از سیانید پتاسیم استفاده می شود که به عنوان یک معرف برای جداسازی فلزات با ارزش از سنگ معدن عمل می کند. فسفات های عنصر شیمیایی مورد بحث در تولید شیشه استفاده می شود و از اجزای انواع محصولات پاک کننده و پودر می باشد. کبریت ها حاوی کلرات این فلز هستند. در ساخت فیلم های دوربین های قدیمی از برمید عنصر مورد نظر استفاده شد. همانطور که می دانید، می توان آن را با برم کردن پتاسیم در دمای بالا به دست آورد. در پزشکی از کلرید این عنصر شیمیایی استفاده می شود. در صابون سازی - استئارات و سایر مشتقات چربی.
به دست آوردن فلز مورد نظر
امروزه استخراج پتاسیم در آزمایشگاه ها به دو روش عمده انجام می شود. اولین مورد کاهش آن از هیدروکسید با کمک سدیم است که از نظر شیمیایی حتی فعال تر از پتاسیم است. و دوم این است که آن را از کلرید، آن هم با کمک سدیم، بدست آوریم. اگر همان مقدار سدیم را به یک مول هیدروکسید پتاسیم اضافه کنید، یک مول قلیایی سدیم و پتاسیم خالص تشکیل می شود. معادله این واکنش به این صورت است: KOH + Na = NaOH + K. برای انجام واکنش نوع دوم، باید کلرید فلز مورد نظر و سدیم را به نسبت مولی مساوی مخلوط کنید. در نتیجه موادی مانند نمک آشپزخانه و پتاسیم به یک نسبت تشکیل می شود. این برهمکنش شیمیایی را می توان با استفاده از معادله واکنش زیر بیان کرد: KCI + Na = NaCl + K.
ساختار پتاسیم
اتم این عنصر شیمیایی مانند سایر عناصر از هسته ای تشکیل شده است که حاوی پروتون ها و نوترون ها و همچنین الکترون هایی است که به دور آن می چرخند. تعداد الکترون ها همیشه برابر با تعداد پروتون هایی است که در داخل هسته قرار دارند. اگر هر الکترونی جدا شود یا به یک اتم متصل شود، خنثی نیست و به یون تبدیل می شود. آنها در دو نوع هستند: کاتیون و آنیون. اولی دارای بار مثبت و دومی دارای بار منفی است. اگر یک الکترون به یک اتم اضافه شود، به آنیون تبدیل می شود، اما اگر هر یک از الکترون ها از مدار خود خارج شود، اتم خنثی به یک کاتیون تبدیل می شود. از آنجایی که شماره سریال پتاسیم طبق جدول تناوبی نوزده است، در هسته این عنصر شیمیایی به همان تعداد پروتون وجود دارد. بنابراین می توان نتیجه گرفت که نوزده الکترون در اطراف هسته وجود دارد. تعداد پروتون های موجود در ساختار یک اتم را می توان با کم کردن عدد اتمی عنصر شیمیایی از جرم اتمی تعیین کرد. بنابراین می توان نتیجه گرفت که بیست پروتون در هسته پتاسیم وجود دارد. از آنجایی که فلز در نظر گرفته شده در این مقاله مربوط به دوره چهارم است، دارای چهار مدار است که در آنها الکترون ها به طور مساوی توزیع شده اند که دائماً در حرکت هستند. نمودار پتاسیم به شرح زیر است: مدار اول دارای دو الکترون و مدار دوم دارای هشت الکترون است. درست مثل مدار سوم، در مدار آخر، چهارم، فقط یک الکترون می چرخد. این سطح بالای فعالیت شیمیایی این فلز را توضیح می دهد - آخرین مدار آن به طور کامل پر نشده است، بنابراین تمایل دارد با برخی اتم های دیگر ترکیب شود، در نتیجه الکترون های آخرین مدار آنها مشترک می شوند.
این عنصر را در کجای طبیعت می توان یافت؟
از آنجایی که فعالیت شیمیایی بسیار بالایی دارد، در هیچ کجای کره زمین به شکل خالص آن یافت نمی شود. فقط در ترکیبات مختلف دیده می شود. پتاسیم در پوسته زمین 2.4 درصد است. رایج ترین مواد معدنی حاوی پتاسیم سالوینیت و کارنالیت هستند. اولین فرمول شیمیایی زیر را دارد: NaCl.KCl. رنگی متنوع دارد و از کریستال های زیادی با رنگ های متنوع تشکیل شده است. بسته به نسبت کلرید پتاسیم و سدیم و همچنین وجود ناخالصی، ممکن است دارای اجزای قرمز، آبی، صورتی و نارنجی باشد. ماده معدنی دوم - کارنالیت - شبیه بلورهای شفاف، آبی ملایم، صورتی روشن یا زرد کم رنگ است. فرمول شیمیایی آن به این صورت است: KCl.MgCl2.6H2O. این یک هیدرات کریستالی است.
نقش پتاسیم در بدن، علائم کمبود و بیش از حد
همراه با سدیم، تعادل آب و نمک سلول را حفظ می کند. همچنین در انتقال تکانه های عصبی بین غشاها نقش دارد. علاوه بر این، تعادل اسید و باز را در سلول و در کل بدن تنظیم می کند. در فرآیندهای متابولیک شرکت می کند، با بروز ادم مقابله می کند و بخشی از سیتوپلاسم - حدود پنجاه درصد آن - نمک فلز مورد نظر است. علائم اصلی عدم وجود پتاسیم کافی در بدن عبارتند از تورم، بروز بیماری هایی مانند آبریزش، تحریک پذیری و اختلال در عملکرد سیستم عصبی، واکنش کند و اختلال حافظه.
علاوه بر این، مقدار ناکافی این ریز عنصر بر سیستم قلبی عروقی و عضلانی تأثیر منفی می گذارد. کمبود پتاسیم در یک دوره زمانی بسیار طولانی می تواند باعث حمله قلبی یا سکته شود. اما به دلیل وجود پتاسیم اضافی در بدن، زخم روده کوچک می تواند ایجاد شود. برای متعادل کردن رژیم غذایی خود به طوری که مقدار طبیعی پتاسیم را دریافت کنید، باید بدانید که چه غذاهایی حاوی آن است.
غذاهایی که دارای ریز مغذی های مورد بحث هستند
اول از همه، اینها آجیل هایی مانند بادام هندی، گردو، فندق، بادام زمینی، بادام هستند. همچنین مقدار زیادی از آن در سیب زمینی یافت می شود. علاوه بر این، پتاسیم در میوه های خشک مانند کشمش، زردآلو خشک و آلو خشک یافت می شود. آجیل کاج نیز سرشار از این عنصر است. غلظت بالای آن در حبوبات نیز مشاهده می شود: لوبیا، نخود، عدس. کلم پیچ دریایی نیز سرشار از این عنصر شیمیایی است. از دیگر محصولاتی که حاوی این عنصر به مقدار زیاد هستند، چای سبز و کاکائو هستند. علاوه بر این، در بسیاری از میوه ها مانند آووکادو، موز، هلو، پرتقال، گریپ فروت و سیب در غلظت های بالا یافت می شود. بسیاری از غلات سرشار از این ریز عنصر هستند. این در درجه اول جو مروارید و همچنین گندم و گندم سیاه است. جعفری و کلم بروکسل نیز پتاسیم زیادی دارند. علاوه بر این، در هویج و خربزه نیز یافت می شود. پیاز و سیر حاوی مقدار قابل توجهی از عنصر شیمیایی مورد بحث هستند. تخم مرغ، شیر و پنیر نیز سرشار از پتاسیم هستند. هنجار روزانه این عنصر شیمیایی برای افراد عادی از سه تا پنج گرم است.
نتیجه
پس از مطالعه این مقاله می توان نتیجه گرفت که پتاسیم یک عنصر شیمیایی فوق العاده مهم است. برای سنتز بسیاری از ترکیبات در صنایع شیمیایی ضروری است. علاوه بر این، در بسیاری از صنایع دیگر نیز استفاده می شود. همچنین برای بدن انسان بسیار مهم است، بنابراین باید به طور منظم و به مقدار لازم همراه با غذا در آنجا عرضه شود.
سه دسته اصلی از ترکیبات وجود دارد. اینها اسیدها، قلیایی ها و اکسیدها هستند. اسید از یک کاتیون هیدروژن و یک آنیون اسیدی تشکیل شده است. قلیایی - ساخته شده از یک کاتیون فلزی و یک گروه هیدروکسیل. بعداً در مورد اکسیدها با جزئیات بیشتر صحبت خواهیم کرد.
اکسید چیست؟
این ترکیبی است که از دو عنصر شیمیایی مختلف تشکیل شده است که یکی از آنها اکسیژن است. مورد دوم می تواند فلزی یا غیر فلزی باشد. تعداد اتم های اکسیژن به ظرفیت دومین عنصر شیمیایی موجود در ترکیب بستگی دارد. بنابراین، برای مثال، ظرفیت پتاسیم یک است، بنابراین اکسید پتاسیم حاوی یک اتم اکسیژن و دو اتم پتاسیم خواهد بود. ظرفیت کلسیم دو است، بنابراین اکسید آن از یک اتم اکسیژن و یک اتم کلسیم تشکیل شده است. ظرفیت فسفر پنج است، بنابراین اکسید آن از دو اتم فسفر و پنج اتم اکسیژن تشکیل شده است.
در این مقاله با جزئیات بیشتری در مورد اکسید پتاسیم صحبت خواهیم کرد. یعنی - در مورد خواص فیزیکی و شیمیایی آن، در مورد کاربرد آن در زمینه های مختلف صنعت.
اکسید پتاسیم: فرمول
از آنجایی که ظرفیت این فلز یک و ظرفیت اکسیژن دو است، این ترکیب شیمیایی از دو اتم فلز و یک اتم اکسیژن تشکیل خواهد شد. بنابراین، اکسید پتاسیم: فرمول - K 2 O.
مشخصات فیزیکی
اکسید مورد نظر دارای رنگ زرد کم رنگ است. گاهی اوقات ممکن است بی رنگ باشد. در دمای اتاق حالت جامد تجمع دارد.
نقطه ذوب این ماده 740 درجه سانتیگراد است.
چگالی 2.32 گرم بر سانتی متر مکعب است.
تجزیه حرارتی این اکسید باعث تولید پراکسید همان فلز و پتاسیم خالص می شود.
محلول در حلال های آلی
در آب حل نمی شود، اما با آن واکنش نشان می دهد.
دارای رطوبت بسیار بالایی است.
خواص شیمیایی K 2 O
این ماده دارای خواص شیمیایی معمول برای تمام اکسیدهای اساسی است. اجازه دهید به ترتیب واکنش های شیمیایی این اکسید را با مواد مختلف در نظر بگیریم.
واکنش با آب
اول از همه، قادر به واکنش با آب برای تشکیل هیدروکسید این فلز است.
معادله چنین واکنشی به صورت زیر است:
- K 2 O + H 2 O = 2 KON
با دانستن جرم مولی هر ماده می توان نتیجه زیر را از معادله گرفت: از 94 گرم اکسید مورد نظر و 18 گرم آب، 112 گرم هیدروکسید پتاسیم به دست می آید.
با سایر اکسیدها
علاوه بر این، اکسید مورد نظر قابلیت واکنش با دی اکسید کربن (دی اکسید کربن) را دارد. در این مورد، نمک تشکیل می شود - کربنات پتاسیم.
معادله واکنش اکسید پتاسیم و اکسید کربن را می توان به صورت زیر نوشت:
- K 2 O + CO 2 = K 2 CO 3
پس می توان نتیجه گرفت که از 94 گرم اکسید مورد نظر و 44 گرم دی اکسید کربن، 138 گرم کربنات پتاسیم به دست می آید.
همچنین اکسید مورد نظر می تواند با اکسید گوگرد واکنش دهد. در این مورد، نمک دیگری تشکیل می شود - سولفات پتاسیم.
برهمکنش اکسید پتاسیم با اکسید گوگرد را می توان با معادله زیر بیان کرد:
- K 2 O + SO 3 = K 2 SO 4
نشان می دهد که با مصرف 94 گرم اکسید مورد نظر و 80 گرم اکسید گوگرد می توان 174 گرم سولفات پتاسیم دریافت کرد.
به همین ترتیب، K 2 O می تواند با اکسیدهای دیگر واکنش دهد.
نوع دیگری از برهمکنش، واکنش های نه با اکسیدهای اسیدی، بلکه با اکسیدهای آمفوتریک است. در این حالت اسید تشکیل نمی شود، بلکه یک نمک است. نمونه ای از چنین فرآیند شیمیایی، برهمکنش اکسید مورد نظر با اکسید روی است.
این واکنش را می توان با معادله زیر بیان کرد:
- K 2 O + ZnO = K 2 ZnO 2
این نشان می دهد که وقتی اکسید مورد نظر با اکسید روی برهمکنش می کند، نمکی به نام زینکات پتاسیم تشکیل می شود. اگر جرم مولی همه مواد را بدانید، می توانید محاسبه کنید که از 94 گرم K 2 O و 81 گرم اکسید روی می توانید 175 گرم روی پتاسیم به دست آورید.
K2O همچنین قادر به برهمکنش با اکسید نیتریک است. در این حالت مخلوطی از دو نمک تشکیل می شود: نیترات پتاسیم و نیتریت. معادله این واکنش به شکل زیر است:
- K 2 O + 2NO 2 = KNO 3 + KNO 2
اگر جرم مولی مواد را بدانید می توان گفت که از 94 گرم اکسید مورد نظر و 92 گرم اکسید نیتروژن، 101 گرم نیترات و 85 گرم نیتریت به دست می آید.
تعامل با اسیدها
رایج ترین مورد اکسید پتاسیم + اسید سولفوریک = سولفات پتاسیم + آب است. معادله واکنش به شکل زیر است:
- K 2 O + H 2 SO 4 = K 2 SO 4 + H 2 O
از معادله می توان نتیجه گرفت که برای به دست آوردن 174 گرم سولفات پتاسیم و 18 گرم آب، باید 94 گرم اکسید مورد نظر و 98 گرم اسید سولفوریک مصرف کرد.
به روشی مشابه، یک برهمکنش شیمیایی بین اکسید مورد نظر و اسید نیتریک رخ می دهد. این باعث تولید نیترات پتاسیم و آب می شود. معادله این واکنش را می توان به صورت زیر نوشت:
- 2K 2 O + 4HNO 3 = 4KNO 3 + 2H 2 O
بدین ترتیب از 188 گرم اکسید مورد نظر و 252 گرم اسید نیتریک، 404 گرم نیترات پتاسیم و 36 گرم آب به دست می آید.
با همین اصل، اکسید مورد نظر می تواند با اسیدهای دیگر واکنش نشان دهد. در طی این فرآیند نمک ها و آب دیگری تشکیل می شود. بنابراین، به عنوان مثال، هنگامی که این اکسید با اسید فسفریک واکنش می دهد، فسفات و آب به دست می آید، با اسید کلرید - کلرید و آب و غیره.
K 2 O و هالوژن ها
ترکیب شیمیایی مورد بحث قابلیت واکنش با مواد این گروه را دارد. هالوژن ها ترکیبات ساده ای هستند که از چند اتم یک عنصر شیمیایی تشکیل شده اند. اینها، به عنوان مثال، کلر، برم، ید و برخی دیگر هستند.
بنابراین، کلر و اکسید پتاسیم: معادله:
- K 2 O + CI 2 = KSI + KSIO
در نتیجه این فعل و انفعال دو نمک تشکیل می شود: کلرید پتاسیم و هیپوکلریت پتاسیم. از 94 گرم اکسید مورد نظر و 70 گرم کلر 74 گرم کلرید پتاسیم و 90 گرم هیپوکلریت پتاسیم به دست می آید.
تعامل با آمونیاک
K 2 O قادر به واکنش با این ماده است. در نتیجه این فعل و انفعالات شیمیایی، هیدروکسید پتاسیم و آمید تشکیل می شود. معادله این واکنش به صورت زیر است:
- K 2 O + NH 3 = KOH + KNH 2
با دانستن جرم مولی همه مواد، می توانید نسبت واکنش دهنده ها و محصولات واکنش را محاسبه کنید. از 94 گرم اکسید مورد نظر و 17 گرم آمونیاک می توان 56 گرم هیدروکسید پتاسیم و 55 گرم پتاسیم آمید به دست آورد.
تعامل با مواد آلی
در میان مواد شیمیایی آلی، اکسید پتاسیم با اترها و الکل ها واکنش می دهد. با این حال، این واکنش ها کند هستند و نیاز به شرایط خاصی دارند.
بدست آوردن K 2 O
این ماده شیمیایی را می توان از راه های مختلفی به دست آورد. در اینجا رایج ترین آنها هستند:
- از نیترات پتاسیم و فلز پتاسیم. این دو واکنش دهنده گرم می شوند و در نتیجه K 2 O و نیتروژن تشکیل می شود. معادله واکنش به شرح زیر است: 2KNO 3 + 10K = N 2 + 6K 2 O.
- روش دوم در دو مرحله انجام می شود. ابتدا واکنشی بین پتاسیم و اکسیژن رخ می دهد و در نتیجه پراکسید پتاسیم تشکیل می شود. معادله واکنش به این صورت است: 2K + O 2 = K 2 O 2. در مرحله بعد، پراکسید با پتاسیم غنی شده و در نتیجه اکسید پتاسیم تولید می شود. معادله واکنش را می توان به صورت زیر نوشت: K 2 O 2 + 2K = 2K 2 O.
استفاده از K2O در صنعت
متداول ترین ماده مورد استفاده در صنعت کشاورزی است. این اکسید یکی از اجزای کودهای معدنی است. پتاسیم برای گیاهان بسیار مهم است، زیرا مقاومت آنها را در برابر بیماری های مختلف افزایش می دهد. ماده مورد نظر در ساختمان سازی نیز استفاده می شود، زیرا ممکن است در برخی از انواع سیمان وجود داشته باشد. علاوه بر این، در صنایع شیمیایی برای تولید سایر ترکیبات پتاسیم استفاده می شود.
