Կալիումի արձագանքը ջրի հետ. Կալիումի բնութագրերը

Կալիումը - Մենդելեևի պարբերական աղյուսակի տասնիններորդ տարրը, պատկանում է ալկալային մետաղներին: Սա պարզ նյութ է, որը նորմալ պայմաններում գտնվում է ագրեգացման պինդ վիճակում: Կալիումը եռում է 761 °C ջերմաստիճանում։ Տարրի հալման ջերմաստիճանը 63 °C է։ Կալիումը ունի արծաթափայլ սպիտակ գույն՝ մետաղական փայլով։

Կալիումի քիմիական հատկությունները

Կալիում, որն ունի բարձր քիմիական ակտիվություն, հետևաբար այն չի կարող պահպանվել բաց երկնքի տակ. ալկալի մետաղը ակնթարթորեն փոխազդում է շրջակա նյութերի հետ: Այս քիմիական տարրը պատկանում է պարբերական համակարգի I խմբին և IV շրջանին։ Կալիումը ունի մետաղների բոլոր բնորոշ հատկությունները։

Այն փոխազդում է պարզ նյութերի հետ, որոնք ներառում են հալոգեններ (բրոմ, քլոր, ֆտոր, յոդ) և ֆոսֆոր, ազոտ և թթվածին։ Կալիումի փոխազդեցությունը թթվածնի հետ կոչվում է օքսիդացում։ Այս քիմիական ռեակցիայի ընթացքում թթվածինը և կալիումը սպառվում են 4:1 մոլային հարաբերակցությամբ, որի արդյունքում առաջանում է կալիումի օքսիդ երկու մասի չափով։ Այս փոխազդեցությունը կարող է արտահայտվել ռեակցիայի հավասարմամբ.

4K + O₂ \u003d 2K2O

Կալիումի այրման ժամանակ նկատվում է վառ մանուշակագույն գույնի բոց։

Նման փոխազդեցությունը համարվում է կալիումի որոշման որակական ռեակցիա։ Կալիումի ռեակցիաները հալոգենների հետ անվանվում են ըստ քիմիական տարրերի անունների՝ դրանք են ֆտորացում, յոդացում, բրոմացում, քլորացում։ Նման փոխազդեցությունները հավելման ռեակցիաներ են: Օրինակ՝ կալիումի և քլորի ռեակցիան է, որն առաջացնում է կալիումի քլորիդ։ Նման փոխազդեցություն իրականացնելու համար վերցվում է երկու մոլ կալիում և մեկ մոլ։ Արդյունքում ձևավորվում է կալիումի երկու մոլ.

2K + СІ₂ = 2КІ

Կալիումի քլորիդի մոլեկուլային կառուցվածքը

Բաց երկնքի տակ այրվելիս կալիումը և ազոտը սպառվում են 6։1 մոլային հարաբերակցությամբ։ Այս փոխազդեցության արդյունքում կալիումի նիտրիդը ձևավորվում է երկու մասի չափով.

6K + N2 = 2K3N

Միացությունը կանաչ-սև բյուրեղներ է: Նույն կերպ կալիումը փոխազդում է ֆոսֆորի հետ։ Եթե ​​վերցնում եք 3 մոլ կալիում և 1 մոլ ֆոսֆոր, ապա կստանաք 1 մոլ ֆոսֆիդ.

3K + P = K₃P

Կալիումը փոխազդում է ջրածնի հետ՝ ձևավորելով հիդրիդ.

2K + N2 = 2KN

Բոլոր ավելացման ռեակցիաները տեղի են ունենում բարձր ջերմաստիճաններում

Կալիումի փոխազդեցությունը բարդ նյութերի հետ

Բարդ նյութերը, որոնց հետ կալիումը փոխազդում է, ներառում են ջուր, աղեր, թթուներ և օքսիդներ։ Քանի որ կալիումը ակտիվ մետաղ է, այն տեղահանում է ջրածնի ատոմները դրանց միացություններից: Օրինակ՝ կալիումի և աղաթթվի ռեակցիան։ Դրա իրականացման համար վերցվում է 2 մոլ կալիում և թթու։ Ռեակցիայի արդյունքում առաջանում են 2 մոլ կալիումի քլորիդ և 1 մոլ ջրածին.

2K + 2HCI = 2KSI + H2

Ավելի մանրամասն, արժե հաշվի առնել կալիումի ջրի հետ փոխազդեցության գործընթացը: Կալիումը բուռն արձագանքում է ջրի հետ: Այն շարժվում է ջրի մակերևույթով, այն մղվում է արձակված ջրածնի կողմից.

2K + 2H2O = 2KOH + H2

Ռեակցիայի ընթացքում մեկ միավոր ժամանակում մեծ քանակությամբ ջերմություն է արտանետվում, ինչը հանգեցնում է կալիումի և արտազատվող ջրածնի բռնկմանը։ Սա շատ հետաքրքիր գործընթաց է. ջրի հետ շփվելիս կալիումը ակնթարթորեն բռնկվում է, մանուշակագույն բոցը ճռճռում և արագ շարժվում է ջրի մակերևույթով: Ռեակցիայի վերջում բռնկում է տեղի ունենում այրվող կալիումի և ռեակցիայի արտադրանքի կաթիլների շաղ տալով:

Կալիումի արձագանքը ջրի հետ

Ջրի հետ կալիումի ռեակցիայի հիմնական վերջնական արդյունքը կալիումի հիդրօքսիդն է (ալկալի): Կալիումի ջրի հետ ռեակցիայի հավասարումը.

4K + 2H2O + O2 = 4KOH

Ուշադրություն. Մի փորձեք ինքներդ կրկնել այս փորձը:

Եթե ​​փորձը սխալ է կատարվում, կարող եք այրվածք ստանալ ալկալիով։ Ռեակցիայի համար սովորաբար օգտագործվում է ջրով բյուրեղացնող սարք, որի մեջ տեղադրվում է կալիումի մի կտոր։ Հենց ջրածինը դադարում է այրվել, շատերը ցանկանում են նայել բյուրեղացնողի մեջ: Այս պահին տեղի է ունենում կալիումի ջրի հետ ռեակցիայի վերջնական փուլը, որն ուղեկցվում է թույլ պայթյունով և ստացված տաք ալկալիի շաղ տալով։ Հետևաբար, անվտանգության նկատառումներից ելնելով, արժե որոշակի հեռավորություն պահպանել լաբորատոր սեղանից մինչև ռեակցիայի ավարտը: դուք կգտնեք ամենահիասքանչ փորձառությունները, որոնք կարող եք ունենալ ձեր երեխաների հետ տանը:

Կալիումի կառուցվածքը

Կալիումի ատոմը բաղկացած է միջուկից, որը պարունակում է պրոտոններ և նեյտրոններ, և դրա շուրջ պտտվող էլեկտրոններ։ Էլեկտրոնների թիվը միշտ հավասար է միջուկի ներսում գտնվող պրոտոնների թվին։ Երբ էլեկտրոնն անջատվում կամ կցվում է ատոմին, այն դադարում է չեզոք լինել և վերածվում է իոնի։ Իոնները բաժանվում են կատիոնների և անիոնների։ Կատիոնները դրական լիցք ունեն, անիոնները՝ բացասական։ Երբ էլեկտրոնը կցվում է ատոմին, այն դառնում է անիոն; եթե էլեկտրոններից մեկը դուրս է գալիս իր ուղեծրից, չեզոք ատոմը վերածվում է կատիոնի։

Մենդելեևի պարբերական աղյուսակում կալիումի սերիական համարը 19 է։Սա նշանակում է, որ քիմիական տարրի միջուկում կա նաև 19 պրոտոն։Եզրակացություն՝ միջուկի շուրջը կա 19 էլեկտրոն։Կառուցվածքում պրոտոնների թիվը որոշվում է հետևյալ կերպ. ատոմային զանգվածից հանել քիմիական տարրի հերթական համարը. Եզրակացություն՝ կալիումի միջուկում կա 20 պրոտոն։ Կալիումը պատկանում է IV շրջանին, ունի 4 «ուղիղ», որոնց վրա հավասարաչափ բաշխված են էլեկտրոնները, որոնք մշտական ​​շարժման մեջ են։ Առաջին «ուղեծրի» վրա կա 2 էլեկտրոն, երկրորդի վրա՝ 8; երրորդ և վերջին՝ չորրորդ «ուղեծրի» վրա պտտվում է 1 էլեկտրոն։ Դրանով է բացատրվում կալիումի քիմիական ակտիվության բարձր մակարդակը. նրա վերջին «ուղեծրը» ամբողջությամբ լցված չէ, ուստի տարրը հակված է միավորվելու այլ ատոմների հետ։ Արդյունքում երկու տարրերի վերջին ուղեծրերի էլեկտրոնները կդառնան ընդհանուր։

Այս հոդվածը կբնութագրի կալիումը ֆիզիկայի և քիմիայի տեսանկյունից։ Այս գիտություններից առաջինն ուսումնասիրում է նյութերի մեխանիկական և արտաքին հատկությունները։ Եվ երկրորդը՝ նրանց փոխազդեցությունը միմյանց հետ, քիմիան է։ Կալիումը պարբերական աղյուսակի տասնիններորդ տարրն է։ Այն պատկանում է Այս հոդվածում կքննարկվի կալիումի էլեկտրոնային բանաձևը և նրա վարքագիծը այլ նյութերի հետ և այլն: Սա ամենաակտիվ մետաղներից մեկն է: Գիտությունը, որը զբաղվում է այս և այլ տարրերի ուսումնասիրությամբ, քիմիան է։ 8-րդ դասարանը նախատեսում է դրանց հատկությունների ուսումնասիրություն: Ուստի այս հոդվածը օգտակար կլինի ուսանողների համար: Այսպիսով, եկեք սկսենք:

Կալիումի բնութագրերը ֆիզիկայի առումով

Սա պարզ նյութ է, որը նորմալ պայմաններում գտնվում է պինդ ագրեգացման վիճակում։ Հալման ջերմաստիճանը վաթսուներեք աստիճան Ցելսիուս է։ Այս մետաղը եռում է, երբ ջերմաստիճանը հասնում է յոթ հարյուր վաթսունմեկ աստիճան Ցելսիուսի։ Քննարկվող նյութն ունի արծաթափայլ սպիտակ գույն։ Ունի մետաղական փայլ։

Կալիումի խտությունը ութսունվեց հարյուրերորդական գրամի մեկ խորանարդ սանտիմետր է։ Շատ թեթև մետաղ է։ Կալիումի բանաձեւը շատ պարզ է՝ այն մոլեկուլներ չի առաջացնում։ Այս նյութը բաղկացած է ատոմներից, որոնք գտնվում են միմյանց մոտ և ունեն բյուրեղային ցանց։ Կալիումի ատոմային զանգվածը երեսունինը գրամ է մեկ մոլի վրա։ Դրա կարծրությունը շատ ցածր է. այն հեշտությամբ կարելի է կտրել դանակով, ինչպես պանիրը:

Կալիում և քիմիա

Սկսենք նրանից, որ կալիումը քիմիական տարր է, որն ունի շատ բարձր քիմիական ակտիվություն։ Դուք նույնիսկ չեք կարող պահել այն բաց երկնքի տակ, քանի որ այն անմիջապես սկսում է արձագանքել իրեն շրջապատող նյութերին: Կալիումը քիմիական տարր է, որը պատկանում է պարբերական համակարգի առաջին խմբին և չորրորդ շրջանին։ Այն ունի բոլոր այն հատկությունները, որոնք բնորոշ են մետաղներին։

Փոխազդեցություն պարզ նյութերի հետ

Դրանք ներառում են՝ թթվածին, ազոտ, ծծումբ, ֆոսֆոր, հալոգեններ (յոդ, ֆտոր, քլոր, բրոմ): Որպեսզի հաշվի առեք կալիումի փոխազդեցությունը նրանցից յուրաքանչյուրի հետ: Թթվածնի հետ փոխազդեցությունը կոչվում է օքսիդացում: Այս քիմիական ռեակցիայի ընթացքում կալիումը և թթվածինը սպառվում են չորս մասի մոլային հարաբերակցությամբ, որի արդյունքում առաջանում է խնդրո առարկա մետաղի օքսիդ երկու մասի չափով: Այս փոխազդեցությունը կարող է արտահայտվել հետևյալ ռեակցիայի հավասարման միջոցով՝ 4K + O2 = 2K2O: Կալիումը այրելիս կարելի է դիտարկել

Ուստի այս ռեակցիան որակական է համարվում կալիումի որոշման համար։ Հալոգենների հետ ռեակցիաները անվանվում են ըստ այդ քիմիական տարրերի անունների՝ դրանք են յոդացում, ֆտորացում, քլորացում, բրոմացում։ Այս փոխազդեցությունները կարելի է անվանել ավելացման ռեակցիաներ, քանի որ երկու տարբեր նյութերի ատոմները միավորվում են մեկի մեջ։ Նման գործընթացի օրինակ է կալիումի և քլորի ռեակցիան, որի արդյունքում առաջանում է տվյալ մետաղի քլորիդ: Այս փոխազդեցությունն իրականացնելու համար անհրաժեշտ է վերցնել այս երկու բաղադրիչները՝ առաջինի երկու խլուրդ և երկրորդից մեկը։ Արդյունքում առաջանում է կալիումի միացության երկու մոլ։ Այս ռեակցիան արտահայտվում է հետևյալ հավասարմամբ՝ 2K + CI2 = 2KCI։ Ազոտով կալիումը կարող է միացություններ առաջացնել բաց երկնքի տակ այրվելիս: Այս ռեակցիայի ընթացքում խնդրո առարկա մետաղը և ազոտը սպառվում են վեց մասի մեկ մոլային հարաբերակցությամբ, այս փոխազդեցության արդյունքում ձևավորվում է կալիումի նիտրիդ՝ երկու մասի չափով։ Սա կարելի է ցույց տալ հետևյալ հավասարմամբ՝ 6K + N2 = 2K3N: Այս միացությունը կանաչ-սև բյուրեղներ է: Ֆոսֆորի հետ խնդրո առարկա մետաղը արձագանքում է նույն սկզբունքով։ Եթե ​​վերցնենք երեք մոլ կալիում և մեկ մոլ ֆոսֆոր, ապա կստանանք մեկ մոլ ֆոսֆիդ։ Այս քիմիական փոխազդեցությունը կարելի է գրել հետևյալ ռեակցիայի հավասարմամբ՝ 3K + P = K3P: Բացի այդ, կալիումը կարողանում է արձագանքել ջրածնի հետ՝ առաջացնելով հիդրիդ։ Որպես օրինակ կարող է տրվել հետևյալ հավասարումը. 2K + H2 \u003d 2KN: Բոլոր ավելացման ռեակցիաները տեղի են ունենում միայն բարձր ջերմաստիճանի առկայության դեպքում:

Փոխազդեցություն բարդ նյութերի հետ

Կալիումի բնութագիրը քիմիայի տեսանկյունից ապահովում է այս թեմայի քննարկումը: Կալիումը կարողանում է արձագանքել ջրի, թթուների, աղերի, օքսիդների հետ։ Նրանց բոլորի հետ խնդրո առարկա մետաղը տարբեր կերպ է արձագանքում։

կալիում և ջուր

Այս քիմիական տարրը բուռն արձագանքում է դրա հետ։ Այս դեպքում առաջանում է հիդրօքսիդ, ինչպես նաև ջրածին։ Եթե ​​վերցնենք երկու մոլ կալիում և ջուր, ապա կստանանք նույն քանակությունը և մեկ մոլ ջրածին։ Այս քիմիական փոխազդեցությունը կարող է արտահայտվել հետևյալ հավասարման միջոցով՝ 2K + 2H2O = 2KOH = H2:

Թթուների հետ ռեակցիաները

Քանի որ կալիումը ակտիվ մետաղ է, այն հեշտությամբ տեղահանում է ջրածնի ատոմները դրանց միացություններից: Օրինակ կարող է լինել ռեակցիան, որը տեղի է ունենում խնդրո առարկա նյութի և աղաթթվի միջև: Այն իրականացնելու համար անհրաժեշտ է ընդունել երկու մոլ կալիում, ինչպես նաև նույն քանակությամբ թթու։ Արդյունքում առաջանում են երկու մոլ և ջրածին` մեկ մոլ: Այս գործընթացը կարելի է գրել հետևյալ կերպ՝ 2K + 2HCI = 2KCI + H2:

Կալիում և օքսիդներ

Անօրգանական նյութերի այս խմբի հետ խնդրո առարկա մետաղը արձագանքում է միայն զգալի տաքացմանը: Եթե ​​օքսիդի մաս կազմող մետաղի ատոմն ավելի պասիվ է, քան այն, ինչի մասին մենք խոսում ենք այս հոդվածում, իրականում տեղի է ունենում փոխանակման ռեակցիա։ Օրինակ, եթե վերցնենք երկու մոլ կալիում և մեկ մոլ պղպջակի օքսիդ, ապա դրանց փոխազդեցության արդյունքում ստացվում է խնդրո առարկա քիմիական տարրի օքսիդի մեկ մոլ և մաքուր սափոր։ Սա կարելի է ցույց տալ հետևյալ հավասարման տեսքով՝ 2K + CuO = K2O + Cu: Հենց այստեղ է ի հայտ գալիս կալիումի ուժեղ նվազեցնող հատկությունները:

Փոխազդեցություն հիմքերի հետ

Կալիումը ունակ է փոխազդելու մետաղների հիդրօքսիդների հետ, որոնք գտնվում են նրանից աջ՝ ակտիվության էլեկտրաքիմիական շարքում։ Այս դեպքում դրսեւորվում են նաեւ նրա վերականգնող հատկությունները։ Օրինակ, եթե վերցնենք երկու մոլ կալիում և մեկ մոլ բարիումի հիդրօքսիդ, ապա փոխարինման ռեակցիայի արդյունքում կստանանք այնպիսի նյութեր, ինչպիսիք են կալիումի հիդրօքսիդը երկու մոլի չափով և մաքուր բարիումը (մեկ մոլ)՝ այն կտեղավորվի։ . Ներկայացված քիմիական փոխազդեցությունը կարող է ցուցադրվել հետևյալ հավասարման տեսքով՝ 2K + Ba(OH)2 = 2KOH + Ba:

Ռեակցիաներ աղերի հետ

Այս դեպքում կալիումը դեռ ցույց է տալիս իր հատկությունները որպես ուժեղ վերականգնող նյութ։ Փոխարինելով քիմիապես ավելի պասիվ տարրերի ատոմները՝ այն թույլ է տալիս ստանալ մաքուր մետաղ։ Օրինակ, եթե երկու մոլի չափով ավելացնենք երեք մոլ կալիում, ապա այս ռեակցիայի արդյունքում մենք ստանում ենք երեք մոլ կալիումի քլորիդ և երկու մոլ ալյումին։ Այս գործընթացը կարող է արտահայտվել հետևյալ հավասարման միջոցով՝ 3К + 2АІСІ3 = 3КІ2 + 2АІ:

Ռեակցիաներ ճարպերի հետ

Եթե ​​այս խմբի ցանկացած օրգանական նյութին ավելացնեն կալիում, այն կտեղահանի նաև ջրածնի ատոմներից մեկը: Օրինակ, երբ ստեարինը խառնվում է տվյալ մետաղի հետ, առաջանում են կալիումի ստեարատ և ջրածին։ Ստացված նյութն օգտագործվում է հեղուկ օճառ պատրաստելու համար։ Այստեղ ավարտվում է կալիումի բնութագրումը և նրա փոխազդեցությունը այլ նյութերի հետ։

Կալիումի և դրա միացությունների օգտագործումը

Ինչպես բոլոր մետաղները, այս հոդվածում քննարկվածը նույնպես անհրաժեշտ է արդյունաբերական շատ գործընթացների համար: Կալիումի հիմնական օգտագործումը տեղի է ունենում քիմիական արդյունաբերության մեջ: Իր բարձր քիմիական ակտիվության, արտահայտված ալկալի մետաղի և նվազեցնող հատկությունների շնորհիվ այն օգտագործվում է որպես ռեագենտ բազմաթիվ փոխազդեցությունների և տարատեսակ նյութեր ստանալու համար։ Բացի այդ, կալիում պարունակող համաձուլվածքները օգտագործվում են որպես հովացուցիչ նյութ միջուկային ռեակտորներում: Այս հոդվածում դիտարկված մետաղը իր կիրառությունը գտնում է նաև էլեկտրատեխնիկայում: Բացի վերը նշված բոլորից, այն բույսերի համար պարարտանյութերի հիմնական բաղադրիչներից մեկն է: Բացի այդ, դրա միացությունները օգտագործվում են արդյունաբերության լայն տեսականիում: Այսպիսով, ոսկու արդյունահանման մեջ օգտագործվում է կալիումի ցիանիդ, որը ծառայում է որպես ռեագենտ՝ արժեքավոր մետաղները հանքաքարից առանձնացնելու համար։ Քննարկվող քիմիական տարրի ֆոսֆատները տարբեր մաքրող միջոցների և փոշիների բաղադրիչներ են: Լուցկիները պարունակում են այս մետաղի քլորատ: Հին տեսախցիկների համար ֆիլմերի արտադրության մեջ օգտագործվել է տվյալ տարրի բրոմիդը։ Ինչպես արդեն գիտեք, այն կարելի է ստանալ բարձր ջերմաստիճանում կալիումի բրոմացման միջոցով։ Բժշկության մեջ օգտագործվում է այս քիմիական տարրի քլորիդը։ Օճառի պատրաստման մեջ `ստեարատ և այլ ճարպային ածանցյալներ:

Ստանալով տվյալ մետաղը

Մեր օրերում կալիումը լաբորատորիաներում արդյունահանվում է երկու հիմնական եղանակով. Առաջինը հիդրօքսիդից վերականգնելն է նատրիումի օգնությամբ, որը քիմիապես ավելի ակտիվ է, քան կալիումը։ Իսկ երկրորդը քլորիդից ստանալն է՝ նաև նատրիումի օգնությամբ։ Եթե ​​մեկ մոլ կալիումի հիդրօքսիդին ավելացնեք նույն քանակությամբ նատրիում, ապա ստացվում է մեկ մոլ նատրիումի ալկալի և մաքուր կալիում: Այս ռեակցիայի հավասարումը հետևյալն է՝ KOH + Na = NaOH + K: Երկրորդ տիպի ռեակցիան իրականացնելու համար անհրաժեշտ է խնդրո առարկա մետաղի քլորիդը և նատրիումը հավասար մոլային համամասնություններով խառնել: Արդյունքում նույն հարաբերակցությամբ առաջանում են այնպիսի նյութեր, ինչպիսիք են խոհանոցի աղը և կալիումը։ Այս քիմիական փոխազդեցությունը կարող է արտահայտվել հետևյալ ռեակցիայի հավասարման միջոցով՝ KSI + Na = NaCl + K:

Կալիումի կառուցվածքը

Այս քիմիական տարրի ատոմը, ինչպես բոլոր մյուսները, բաղկացած է միջուկից, որը պարունակում է պրոտոններ և նեյտրոններ, ինչպես նաև էլեկտրոններ, որոնք պտտվում են դրա շուրջը։ Էլեկտրոնների թիվը միշտ հավասար է միջուկի ներսում գտնվող պրոտոնների թվին։ Եթե ​​որևէ էլեկտրոն անջատվել կամ միացել է ատոմին, ապա այն արդեն դադարում է չեզոք լինել և վերածվում է իոնի։ Դրանք երկու տեսակի են՝ կատիոններ և անիոններ։ Առաջինները դրական լիցքավորված են, իսկ երկրորդները՝ բացասական։ Եթե ​​էլեկտրոնը միանում է ատոմին, ապա այն վերածվում է անիոնի, բայց եթե էլեկտրոններից որևէ մեկը դուրս է գալիս իր ուղեծրից, չեզոք ատոմը դառնում է կատիոն։ Քանի որ կալիումի հերթական համարը, ըստ պարբերական աղյուսակի, տասնինը է, այս քիմիական տարրի միջուկում նույնքան պրոտոն կա։ Այսպիսով, մենք կարող ենք եզրակացնել, որ միջուկի շուրջ կա տասնինը էլեկտրոն: Ատոմի կառուցվածքում պարունակվող պրոտոնների թիվը կարելի է որոշել՝ քիմիական տարրի սերիական համարը ատոմային զանգվածից հանելով։ Այսպիսով, մենք կարող ենք եզրակացնել, որ կալիումի միջուկում կա քսան պրոտոն: Քանի որ այս հոդվածում դիտարկվող մետաղը պատկանում է չորրորդ շրջանին, այն ունի չորս ուղեծրեր, որոնց վրա հավասարաչափ բաշխված են էլեկտրոնները, որոնք միշտ շարժման մեջ են։ Կալիումի սխեման հետևյալն է՝ երկու էլեկտրոն գտնվում են առաջին ուղեծրում, ութը՝ երկրորդում; ինչպես նաև երրորդ, վերջին, չորրորդ ուղեծրում միայն մեկ էլեկտրոն է պտտվում։ Սա բացատրում է այս մետաղի քիմիական ակտիվության բարձր մակարդակը. նրա վերջին ուղեծիրն ամբողջությամբ լցված չէ, ուստի այն հակված է միավորվելու ցանկացած այլ ատոմների հետ, ինչի արդյունքում վերջին ուղեծրերի նրանց էլեկտրոնները կդառնան ընդհանուր:

Որտեղ կարելի է գտնել այս տարրը բնության մեջ:

Քանի որ այն ունի չափազանց բարձր քիմիական ակտիվություն, այն իր մաքուր ձևով մոլորակի վրա ոչ մի տեղ չի հայտնաբերվել: Այն կարող է դիտվել միայն որպես մի շարք միացությունների մաս: Երկրակեղևում կալիումը կազմում է 2,4 տոկոս: Կալիում պարունակող ամենատարածված հանքանյութերն են սալվինիտը և կարնալիտը: Առաջինն ունի հետևյալ քիմիական բանաձևը՝ NaCl.KCl: Այն ունի խայտաբղետ գույն և բաղկացած է տարբեր գույների բազմաթիվ բյուրեղներից։ Կախված կալիումի քլորիդի և նատրիումի հարաբերակցությունից, ինչպես նաև կեղտերի առկայությունից՝ այն կարող է պարունակել կարմիր, կապույտ, վարդագույն, նարնջագույն բաղադրիչներ։ Երկրորդ հանքանյութը՝ կարնալիտը, նման է թափանցիկ, գունատ կապույտ, բաց վարդագույն կամ գունատ դեղին բյուրեղների։ Դրա քիմիական բանաձևն ունի հետևյալ տեսքը՝ KCl.MgCl2.6H2O: Բյուրեղային հիդրատ է։

Կալիումի դերն օրգանիզմում, դեֆիցիտի և ավելցուկի ախտանիշները

Նատրիումի հետ միասին այն պահպանում է բջջի ջրային-աղ հավասարակշռությունը։ Այն նաև մասնակցում է նյարդային ազդակի մեմբրանների միջև փոխանցմանը։ Բացի այդ, այն կարգավորում է թթու-բազային հավասարակշռությունը բջջում և ամբողջ մարմնում, որպես ամբողջություն: Այն մասնակցում է նյութափոխանակության գործընթացներին, հակազդում է այտուցների առաջացմանը, հանդիսանում է ցիտոպլազմայի մի մասը՝ դրա մոտ հիսուն տոկոսը՝ տվյալ մետաղի աղը: Օրգանիզմում կալիումի պակասի հիմնական նշաններն են՝ այտուցը, այնպիսի հիվանդության առաջացումը, ինչպիսին է կաթիլությունը, դյուրագրգռությունը և նյարդային համակարգի աշխատանքի խանգարումը, ռեակցիայի արգելակումը և հիշողության խանգարումը։

Բացի այդ, այս հետքի տարրի անբավարար քանակությունը բացասաբար է անդրադառնում սրտանոթային և մկանային համակարգերի վրա: Շատ երկար ժամանակ կալիումի պակասը կարող է առաջացնել սրտի կաթված կամ ինսուլտ: Բայց օրգանիզմում կալիումի ավելցուկի պատճառով բարակ աղիքի խոց կարող է զարգանալ։ Դիետան այնպես հավասարակշռելու համար, որ նորմալ քանակությամբ կալիում ստանաք, պետք է իմանալ, թե ինչ մթերքներ են այն պարունակում։

Մթերքներ, որոնք բարձր են խնդրո միկրոտարրերով

Առաջին հերթին դրանք ընկույզներ են, ինչպիսիք են հնդկական ընկույզը, ընկույզը, պնդուկը, գետնանուշը, նուշը: Նաև դրա մեծ քանակությունը կա կարտոֆիլի մեջ։ Բացի այդ, կալիում կա չորացրած մրգերի մեջ, ինչպիսիք են չամիչը, չորացրած ծիրանը, սալորաչիրը: Այս տարրով հարուստ է նաև սոճու ընկույզը։ Նաև դրա բարձր խտությունը նկատվում է հատիկաընդեղենում` լոբի, ոլոռ, ոսպ: Այս քիմիական տարրով հարուստ է նաև ջրիմուռը։ Այս տարրը մեծ քանակությամբ պարունակող այլ ապրանքներ են կանաչ թեյը և կակաոն: Բացի այդ, այն պարունակվում է շատ մրգերի մեջ, ինչպիսիք են ավոկադոն, բանանը, դեղձը, նարինջը, գրեյպֆրուտը և խնձորը: Շատ հացահատիկներ հարուստ են խնդրո առարկա հետքի տարրով: Սա հիմնականում մարգարիտ գարի է, ինչպես նաև ցորենի և հնդկացորենի ձավարեղեն: Մաղադանոսը և բրյուսելյան կաղամբը նույնպես հարուստ են կալիումով: Բացի այդ, այն հանդիպում է գազարի և սեխի մեջ։ Սոխը և սխտորը ունեն զգալի քանակությամբ համարվող քիմիական տարր։ Հավի ձուն, կաթն ու պանիրը նույնպես կալիումի մեծ պարունակություն ունեն։ Այս քիմիական տարրի օրական նորման միջին վիճակագրական մարդու համար կազմում է երեքից հինգ գրամ։

Եզրակացություն

Այս հոդվածը կարդալուց հետո կարող ենք եզրակացնել, որ կալիումը չափազանց կարևոր քիմիական տարր է։ Այն անհրաժեշտ է քիմիական արդյունաբերության բազմաթիվ միացությունների սինթեզի համար։ Բացի այդ, այն օգտագործվում է բազմաթիվ այլ ոլորտներում: Այն նաև շատ կարևոր է մարդու օրգանիզմի համար, ուստի սննդի հետ այնտեղ գնալը պետք է լինի կանոնավոր և անհրաժեշտ քանակությամբ։

Կապերի երեք հիմնական դաս կա. Սրանք թթուներ, ալկալիներ և օքսիդներ են: Թթուն բաղկացած է ջրածնի կատիոնից և թթվային մնացորդի անիոնից։ Ալկալի - մետաղական կատիոնից և հիդրօքսիլ խմբից: Օքսիդների մասին ավելի մանրամասն կխոսենք ավելի ուշ։

Ի՞նչ է օքսիդը:

Այն միացություն է, որը կազմված է երկու տարբեր քիմիական տարրերից, որոնցից մեկը թթվածին է։ Երկրորդը կարող է լինել մետաղական կամ ոչ մետաղական: Թթվածնի ատոմների թիվը կախված է միացության մաս կազմող երկրորդ քիմիական տարրի վալենտությունից։ Այսպիսով, օրինակ, կալիումի վալենտությունը մեկ է, ուստի կալիումի օքսիդը կպարունակի մեկ թթվածնի ատոմ և երկու կալիումի ատոմ: Կալցիումի վալենտությունը երկու է, ուստի նրա օքսիդը բաղկացած կլինի մեկ թթվածնի ատոմից և մեկ կալցիումի ատոմից։ Ֆոսֆորի վալենտությունը հինգ է, ուստի նրա օքսիդը բաղկացած է երկու ֆոսֆորի ատոմներից և հինգ թթվածնի ատոմներից։

Այս հոդվածում մենք ավելի մանրամասն կխոսենք կալիումի օքսիդի մասին: Մասնավորապես՝ նրա ֆիզիկական և քիմիական հատկությունների, արդյունաբերության տարբեր ոլորտներում կիրառման մասին։

Կալիումի օքսիդ՝ բանաձև

Քանի որ այս մետաղի վալենտությունը մեկ է, իսկ թթվածինը երկուսն է, այս քիմիական միացությունը բաղկացած կլինի երկու մետաղի ատոմից և մեկ թթվածնի ատոմից։ Այսպիսով, կալիումի օքսիդ. բանաձևը K 2 O է:

Ֆիզիկական հատկություններ

Քննարկվող օքսիդն ունի գունատ դեղին գույն։ Երբեմն այն կարող է նաև անգույն լինել։ Սենյակային ջերմաստիճանում այն ​​ունի ագրեգացման պինդ վիճակ։

Այս նյութի հալման ջերմաստիճանը 740 աստիճան Ցելսիուս է։

Խտությունը 2,32 գ/սմ 3 է։

Այս օքսիդի ջերմային տարրալուծումը առաջացնում է նույն մետաղի պերօքսիդ և մաքուր կալիում:

Լուծվում է օրգանական լուծիչներում:

Այն չի լուծվում ջրի մեջ, այլ արձագանքում է դրա հետ։

Ունի բարձր հիգրոսկոպիկություն։

K 2 O-ի քիմիական հատկությունները

Այս նյութն ունի բոլոր հիմնական օքսիդներին բնորոշ քիմիական հատկություններ։ Դիտարկենք այս օքսիդի քիմիական ռեակցիաները տարբեր նյութերի հետ հերթականությամբ:

Ջրի հետ ռեակցիա

Առաջին հերթին, այն ի վիճակի է արձագանքել ջրի հետ՝ արդյունքում առաջացնելով այս մետաղի հիդրօքսիդը։

Նման ռեակցիայի հավասարումը հետևյալն է.

• K 2 O + H 2 O \u003d 2KOH

Իմանալով յուրաքանչյուր նյութի մոլային զանգվածը՝ հավասարումից կարելի է անել հետևյալ եզրակացությունը՝ խնդրո առարկա օքսիդից 94 գրամից և 18 գրամ ջրից ստացվում է 112 գրամ կալիումի հիդրօքսիդ։

այլ օքսիդների հետ

Բացի այդ, խնդրո առարկա օքսիդը ունակ է արձագանքել ածխածնի երկօքսիդի (ածխաթթու գազի) հետ։ Սա կազմում է աղ - կալիումի կարբոնատ:

Կալիումի օքսիդի և ածխածնի օքսիդի ռեակցիայի հավասարումը կարելի է գրել հետևյալ կերպ.

• K 2 O + CO 2 \u003d K 2 CO 3

Այսպիսով, կարելի է եզրակացնել, որ խնդրո առարկա օքսիդից 94 գրամ և ածխածնի երկօքսիդի 44 գրամից ստացվում է 138 գրամ կալիումի կարբոնատ։

Քննարկվող օքսիդը կարող է նաև արձագանքել ծծմբի օքսիդի հետ: Այս դեպքում առաջանում է մեկ այլ աղ՝ կալիումի սուլֆատ:

Կալիումի օքսիդի փոխազդեցությունը ծծմբի օքսիդի հետ կարող է արտահայտվել հետևյալ հավասարմամբ.

• K 2 O + SO 3 \u003d K 2 SO 4

Դրանից երևում է, որ 94 գրամ խնդրո առարկա օքսիդից և 80 գրամ ծծմբի օքսիդից վերցնելով՝ կարելի է ստանալ 174 գրամ կալիումի սուլֆատ։

Նույն կերպ K 2 O-ն կարող է արձագանքել այլ օքսիդների հետ։

Փոխազդեցության մեկ այլ տեսակ ռեակցիաներն են ոչ թե թթվային, այլ ամֆոտերային օքսիդների հետ։ Այս դեպքում ոչ թե թթու է առաջանում, այլ աղ։ Նման քիմիական պրոցեսի օրինակ է համարվում դիտարկվող օքսիդի փոխազդեցությունը ցինկի օքսիդի հետ։

Այս ռեակցիան կարող է արտահայտվել հետևյալ հավասարմամբ.

• K 2 O + ZnO \u003d K 2 ZnO 2

Դրանից երևում է, որ երբ քննարկվող օքսիդը և ցինկի օքսիդը փոխազդում են, առաջանում է աղ, որը կոչվում է կալիումի ցինկատ։ Եթե ​​գիտեք բոլոր նյութերի մոլային զանգվածը, ապա կարող եք հաշվարկել, որ 94 գրամ K 2 O և 81 գրամ ցինկի օքսիդից կարող եք ստանալ 175 գրամ կալիումի ցինկատ։

Նաև K 2 O-ն ունակ է փոխազդելու ազոտի օքսիդի հետ։ Այս դեպքում առաջանում է երկու աղերի խառնուրդ՝ կալիումի նիտրատ եւ կալիումի նիտրիտ։ Այս ռեակցիայի հավասարումը հետևյալն է.

• K 2 O + 2NO 2 \u003d KNO 3 + KNO 2

Եթե ​​գիտեք նյութերի մոլային զանգվածները, ապա կարող ենք ասել, որ խնդրո առարկա օքսիդի 94 գրամից և 92 գրամ ազոտի օքսիդից կարելի է ստանալ 101 գրամ նիտրատ և 85 գրամ նիտրիտ։

Փոխազդեցություն թթուների հետ

Ամենատարածված դեպքն է կալիումի օքսիդ + ծծմբաթթու = կալիումի սուլֆատ + ջուր: Ռեակցիայի հավասարումը հետևյալն է.

• K 2 O + H 2 SO 4 \u003d K 2 SO 4 + H 2 O

Հավասարումից կարող ենք եզրակացնել, որ 174 գրամ կալիումի սուլֆատ և 18 գրամ ջուր ստանալու համար անհրաժեշտ է վերցնել 94 գրամ տվյալ օքսիդ և 98 գրամ ծծմբաթթու:

Նմանապես, առկա է քիմիական փոխազդեցություն խնդրո առարկա օքսիդի և ազոտաթթվի միջև: Սա արտադրում է կալիումի նիտրատ և ջուր: Այս ռեակցիայի հավասարումը կարելի է գրել հետևյալ կերպ.

• 2K 2 O + 4HNO 3 \u003d 4KNO 3 + 2H 2 O

Այսպես, խնդրո առարկա օքսիդից 188 գրամից և 252 գրամ ազոտական ​​թթվից կարելի է ստանալ 404 գրամ կալիումի նիտրատ և 36 գրամ ջուր։

Նույն սկզբունքով քննարկվող օքսիդը կարող է արձագանքել այլ թթուների հետ։ Ընթացքում կձևավորվեն այլ աղեր և ջուր։ Այսպիսով, օրինակ, երբ այս օքսիդը փոխազդում է ֆոսֆորաթթվի հետ, ստացվում է ֆոսֆատ և ջուր, քլորիդ թթվի, քլորիդի և ջրի հետ և այլն։

K 2 O և հալոգեններ

Քննարկվող քիմիական միացությունն ունակ է նաև փոխազդելու այս խմբի նյութերի հետ։ Հալոգենները պարզ միացություններ են, որոնք բաղկացած են նույն քիմիական տարրի մի քանի ատոմներից։ Դրանք են, օրինակ, քլորը, բրոմը, յոդը և մի քանիսը։

Այսպիսով, քլոր և կալիումի օքսիդ. հավասարում.

• K 2 O + CI 2 \u003d KSI + KSIO

Այս փոխազդեցության արդյունքում առաջանում են երկու աղեր՝ քլորիդ եւ կալիումի հիպոքլորիտ։ Քննարկվող 94 գրամ օքսիդից և 70 գրամ քլորից ստացվում է 74 գրամ կալիումի քլորիդ և 90 գրամ կալիումի հիպոքլորիտ։

Փոխազդեցություն ամոնիակի հետ

K 2 O-ն կարողանում է արձագանքել այս նյութի հետ: Այս քիմիական փոխազդեցության արդյունքում առաջանում են կալիումի հիդրօքսիդ և ամիդ։ Այս ռեակցիայի հավասարումը հետևյալն է.

• K 2 O + NH 3 \u003d KOH + KNH 2

Իմանալով բոլոր նյութերի մոլային զանգվածները՝ հնարավոր է հաշվարկել ռեակտիվների և ռեակցիայի արտադրանքների համամասնությունները։ Քննարկվող 94 գրամ օքսիդից և 17 գրամ ամոնիակից կարելի է ստանալ 56 գրամ կալիումի հիդրօքսիդ և 55 գրամ կալիումի ամիդ։

Փոխազդեցություն օրգանական նյութերի հետ

Օրգանական քիմիական նյութերից կալիումի օքսիդը փոխազդում է եթերների և սպիրտների հետ։ Այնուամենայնիվ, այս ռեակցիաները դանդաղ են ընթանում և պահանջում են հատուկ պայմաններ:

Ստանալով K 2 O

Այս քիմիական նյութը կարելի է ձեռք բերել մի քանի եղանակով. Ահա ամենատարածվածները.

1. Կալիումի նիտրատից և մետաղական կալիումից: Այս երկու ռեակտիվները տաքացվում են, որի արդյունքում առաջանում է K 2 O և ազոտ: Ռեակցիայի հավասարումը հետևյալն է՝ 2KNO 3 + 10K = N 2 + 6K 2 O:
2. Երկրորդ մեթոդը տեղի է ունենում երկու փուլով. Նախ, կալիումի և թթվածնի միջև տեղի է ունենում ռեակցիա, որի արդյունքում ձևավորվում է կալիումի պերօքսիդ: Ռեակցիայի հավասարումը հետևյալն է. 2K + O 2 \u003d K 2 O 2: Հետագայում պերօքսիդը հարստացվում է կալիումով, որի արդյունքում ստացվում է կալիումի օքսիդ։ Ռեակցիայի հավասարումը կարելի է գրել հետևյալ կերպ՝ K 2 O 2 + 2K \u003d 2K 2 O:

K 2 O-ի օգտագործումը արդյունաբերության մեջ

Առավել հաճախ դիտարկվող նյութը օգտագործվում է գյուղատնտեսական արդյունաբերության մեջ: Այս օքսիդը հանքային պարարտանյութերի բաղադրիչներից է։ Կալիումը շատ կարևոր է բույսերի համար, քանի որ բարձրացնում է նրանց դիմադրողականությունը տարբեր հիվանդությունների նկատմամբ։ Նաև խնդրո առարկա նյութը օգտագործվում է շինարարության մեջ, քանի որ այն կարող է առկա լինել ցեմենտի որոշ տեսակների բաղադրության մեջ: Բացի այդ, այն օգտագործվում է քիմիական արդյունաբերության մեջ՝ կալիումի այլ միացություններ ստանալու համար։