Калий (К) жаратылышта эң көп болгон бешинчи металл. Химиялык элементтердин мезгилдик системасынын 1-тобунда жайгашкан, ошондуктан ал щелочтуу металлдарга кирет жана суу менен аралашканда эрүүчү гидроксиддерди пайда кылат. Жөнөкөй зат түрүндө элемент күмүш-ак түскө ээ, кээде кызгылт көк түскө ээ. Өзүнүн өзгөчөлүгү боюнча жумшак жана аз эрийт. Калийди анын гидридинен, гидроксидинен, хлоридинен, хроматынан же бихроматынан алууга болот.
Жалпы мүнөздөмөлөр
Калий көк-жашыл бууга айланганда, ал K атомдоруна ажырайт, ага аз сандагы K2 молекулалары аралашат. Стандарттуу кочкул көк эритмени алуу үчүн металлды суюк аммиакта же каустикалык калий эритмесинде эритип алсаңыз болот.
Калий жогорку реактивдүү, күчтүү калыбына келтирүүчү касиетке ээ (сырткы электрон кабыгы ядродон бир топ алыс жайгашкан, ал эми электртеристик таблицасында цезийден кийинки экинчи орунду ээлейт), менен гана реакцияга кирбейт.суюлтулган кислоталар, металл эместер, суутек нитриттери жана дигидросулфид, ошондой эле атмосферадагы кычкылтек жана суу менен. Акыркы учурда, бөлүнүп чыккан суутек тез күйөт.
Сымап менен элемент эритмеге - амальгамга айланат. Натрий, таллий, калай, коргошун жана висмут менен калий катуулугу жана химиялык туруктуулугу жогору болгон интерметаллдык бирикмелерди түзөт. Бир нече металлдан турган химиялык кошулма анын ар бирине караганда жогорку температурада эрийт, бирок пластикалык касиети аларга караганда азыраак.
Бирок элемент иш жүзүндө реакция кылбаган заттар бар, мисалы, буларга азот кирет. Бул калийди башка щелочтуу металлдардан, биринчи кезекте литий жана натрийден айырмалоочу өзгөчөлүктөрүнүн бири. Мындан тышкары, ал литий, магний, цинк, кадмий, алюминий жана галлий менен эритпейт.
Калий бензин жана керосин катмарынын астында жакшы сакталат. Аны отундун жалынын кызгылт көк түскө боёп аныктай аласыз.
Колдонмо
Калий адамдын организминде жана өсүмдүктөрдүн өнүгүүсүндө маанилүү биологиялык ролду ойнойт. Мындан тышкары, күнүмдүк жашоодо кеңири колдонулат. Демек, азот жана фосфор менен айкалышып, ал маданий өсүмдүктөр үчүн алмаштырылгыс жер семирткич болуп саналат, бул алардын түшүмдүүлүгүн, вегетативдик массасын жана зыянкечтерге туруктуулугун жогорулатууга мүмкүндүк берет.
Натрий менен металл эритмеси жылуулук энергиясын жабык системаларда өткөрүү үчүн колдонулат жана бул кошулмага цезийди кошсоңуз, анда рекорддук төмөн эрүү температурасы (минус) менен композицияны аласыз.78 градус Цельсий).
Бул пайдалуу жана маанилүү кошулмалардын баарын колдонуу үчүн анын кошулмаларынан калийди алуу реакцияларын билишиңиз керек.
Металл алуу
Эритилген металлдан ак түстөгү органикалык эмес кошулма, калий гидриди пайда болот, бирок ал туруксуз жана 400 градус Цельсий температурасында вакуумда төмөнкү реакцияга ылайык компоненттерге ажырайт:
2KN=2K + N2.
Тиешелүү хлоридден калий гидроксиди пайда болот. Суюк самын өндүрүүдө жана калий жана анын кошулмаларын өндүрүүдө кеңири колдонулат. Бул үчүн, электролиз жүргүзүү керек, башкача айтканда, эритме аркылуу ток өткөрүү. Натыйжада аноддо кычкылтек, катоддо калий пайда болот:
4KON=4K + O2 + 2H2O.
Хлоридден гидроксидди гана эмес, таза металлды да алууга болот. Бул ошондой эле эритме электролиз реакциясын талап кылат:
2KCl=2K + Cl2.
Калийди алуунун мурунку ыкмасынан айырмаланып, бул баштапкы материалды суюк абалда гана эмес, эритме түрүндө да колдоно алат, бирок бул учурда эки параллелдүү реакция пайда болот:
- 2KCl + 2H2O=H2 + Cl2 + 2KO;
- 2KCl=2K + Cl2.
Калий пайда боло турган катод сымап болушу керек.
Башталгыч материалдарды алуу
Кээде калий хроматы же дихромат колдонулат. Сиз алардан түздөн-түз металл ала албайсыз, бирок сиз аласызаларды гидроксиддерге же хлориддерге айландырышат, алар кийинчерээк жогорудагы реакцияларга ылайык электролизге дуушар болушат. Хроматтан калий гидроксидин алуу төмөнкүчө:
2K2CrO4 + 2H2O + 3H 2S=2Cr(OH)3 + 3S + 4CON.
Процесс ийгиликтүү болушу үчүн күкүрт жана хром гидроксиди туна, ысык сууну алуу керек. Ушундай эле реакцияны дихроматтын жардамы менен да жүргүзүүгө болот. Ал ушундай эле жол менен жүрөт, айырма стехиометриялык коэффициенттердин маанилеринде гана байкалат:
K2Cr2O7 + H2 O + 3H2S=2Cr(OH)3 + 3S + 2CON.
Бихроматты 500 градус Цельсийге чейин ысытканда гидроксидди башка жол менен алууга болот:
K2Cr2O7 + 3N2 =Cr2O3 + 2KON + 2H2O.
Гидроксидди алуунун башка жолдору бар. Мисалы, калий менен өчүрүлгөн акиташтын каныккан эритмеси ортосундагы реакцияны колдонуу.
Хроматтан калий хлоридин алуу үчүн реакциялар төмөнкүчө жүргүзүлөт:
2K2CrO4 + 2HCl=K2Cr 2O7 + 2KCl + H2O.
Туз кислотасы суюлтулуп алынат. Калий хлоридинин өндүрүшү бихроматтын жана суунун бөлүнүп чыгышы менен коштолот.
Бихроматты хлоридке айландыруу бир аз кыйыныраак, ал үчүн этил спирти жана кайнатуу керек:
K2Cr2O7 + 8HCl +2C2H5OH=2CrCl3 + 3CH3 С(Н)О + 7Н2О + 2KCl.
Калий хлориди суюлтулган туз кислотасы менен аракеттенгенде калийден жана барий галогениди менен аракеттенгенде сульфаттан да мүмкүн.
Гидроксид менен хлорид электролиз же тиешелүү галогенди кошуу аркылуу бири-бирине оңой айландырылат.
Туунду
Калий туздарын алуу таза металлдын пайда болушунан кем эмес маанилүү роль ойнойт. Баасы жогору болгонуна карабастан, алар токтун тыгыздыгынын жогорулашында электролиттердин интенсивдүү иштешин камсыз кылгандыктан, электропландоодо колдонулат. Бул жогорку эригичтиги аркылуу жетишилет.
Калий нитраты
Калий селитрасын (KNO3) өндүрүү чоң мааниге ээ. Индия селитрасы деп аталган бул ак туз тирүү организмдер үчүн дээрлик уулуу эмес. Ал жер семирткич катары тынчтык максаттарда да, жардыргыч жана күйүүчү заттардын курамында да аскерде колдонулат. Мындан тышкары, калий нитратын даярдоо вакуумдук электр өнөр жайында жана оптикалык айнек жасоодо кеңири колдонулган кристалл айнектердин түсүн өзгөртүү жана бекемдик мүнөздөмөлөрүн жакшыртуу үчүн зарыл. Металлургияда анын кычкылдандыруучу касиеттери никель жана башка рудаларга карата пайдалуу. Ал эми тамак-аш өнөр жайында туз консервант катары иштейт.
Калий нитратынын эритмесин алуу үчүн төмөнкү заттарды колдонсоңуз болот:
- ашыкча металл перекиси ага азот оксиди (IV) кошулуп, 70 градус Цельсийге чейин ысытылганда;
- гидроксид жанасуюлтулган азот кислотасы;
- муздак гидроксид жана азот оксиддеринин (II) жана (IV) аралашмасы;
- ысык гидроксид, азот оксиди (IV) жана кычкылтек;
- ысык суюлтулган калий нитрити жана кычкылтек (реакция убакытты талап кылат);
- катализатор катары суюлтулган күкүрт кислотасынын курамында калий нитрити жана ысык суутек перекиси (кислота бром менен алмаштырылышы мүмкүн, бирок ал реакцияга кирип, бромды суутек пайда кылат).
Алынган кошулма ыдырабай эрийт, абада туруктуу, гидролизсиз сууда эрийт, күчтүү кычкылдандыруучу касиетке ээ, атомдук суутек менен гана калыбына келтирилет.
Калий сульфаты
14-кылымдан бери белгилүү болгон туз 17-кылымда гана калий сульфаты (K2SO4) деп аталган. Туздуу көлдөрдүн сууларында жана металл эмес минералдык ресурстардын кендеринде болот, бирок төмөнкү заттарды синтездөө процессинде калий сульфатын алууга болот:
- калий жана күкүрттүн супероксиди 130-140 градус Цельсийде (күкүрттүн ордуна анын оксиди (IV) колдонсоңуз болот), анда 100 градус температура жетиштүү болот);
- калий гидроксиди жана суюлтулган күкүрт кислотасы;
- калий суутек сульфаты (240 градуста ажыроо);
- калий суутек сульфаты жана концентрацияланган каустикалык калий же ошол эле металлдын хлориди;
- калий хлориди жана кайнаганда концентрацияланган күкүрт кислотасы;
- калий сульфиди жана кычкылтек 500 градустан жогору;
- калий дисульфатынын 440 градустан жогору температурада ажыроосу жана колдонуукатализатор катары күкүрт оксиди (IV) жана кычкылтек.
Алынган заттын дагы бир аталышы – арканит. Анын түсү ак, температуралык таасирге туруктуу, бирок кристалл гидраттары жок сууда оңой эрийт. Ал алмашуу реакцияларына катышуу, суутек жана көмүртек менен калыбына келтирүү менен мүнөздөлөт.
Иш жүзүндө айыл чарбасында калийи аз топурактар үчүн хлорсуз жер семирткич катары активдүү колдонулат. Арканит хлорго сезгич же күкүрттү көп керектөөчү өсүмдүктөр үчүн өзгөчө маанилүү. Аны колдонуу менен өстүрүлгөн түшүмдө кант жана витаминдер уруктанбаганга караганда көбүрөөк болот. Ошондой эле жер семирткич сыртта да, күнөсканада да өстүрүлгөн гүлдөр үчүн колдонулат.
Арканиттин дагы бир колдонулушу айнек, алюминий, металлургиялык флюсторду өндүрүүдө компонент болуп саналат. Ал ошондой эле тамак-аш кошулмасы катары иштейт, бирок заттын өзүн коопсуз деп айтуу кыйын: көздү, терини, ашказан-ичеги, дем алуу жолдорун дүүлүктүрөт жана дененин жана дененин ар кайсы бөлүктөрү менен узакка созулган байланышта ууланууга алып келет.
Калий карбонаты
Калий же калий карбонаты (K2CO3) байыркы заманда эле белгилүү болгон жана 20-кылымга чейин өзүнүн маанилүү өнөр жайлык маанисин сактап келген. Калий карбонаты өсүмдүк күлүнөн жууп, андан кийин продукцияны тазалоо жолу менен алынган. Негизинен өндүрүш Европанын, Россиянын жана Түндүк Американын токойлуу аймактарында локалдашкан.
Эми көбүрөөк реакциялар белгилүү, ичинденатыйжада карбонат пайда болот. Төмөнкү заттар көбүнчө колдонулат:
- калийдин супероксиди жана 30 градуска чейин бир аз ысытылган графит (50 градуска чейин ысытылган графиттин ордуна көмүртек кычкылы колдонулушу мүмкүн);
- концентрленген калий гидроксиди жана көмүр кычкыл газы;
- калий гидрокарбонатынын 100дөн 400 градуска чейинки температурада ажыроосу;
- бикарбонат жана концентрацияланган калий гидроксиди;
- калий сульфаты, кальций гидроксиди жана көмүртек кычкылы 200 градус температурада жана басым астында, андан кийин 700 градуста кычкылтек менен алынган K(HCOO) продуктусу синтезделет.
Алынган ак зат ажыроосуз эрийт, сууда анионду күчтүү гидролиздейт, күчтүү щелочтуу чөйрөнү пайда кылат, кислоталар, металл эместер жана алардын оксиддери менен реакцияга кирет, ошондой эле алмашуу реакцияларына кирет.
Бул зат аз уулуу жана суюк самын, пигмент, айнек, калий кошулмаларын өндүрүү үчүн колдонулат. Ал боёодо, өсүмдүктөрдү өстүрүүдө, фотосүрөттөрдү иштеп чыгууда колдонулат. Кошумчалай кетсек, бул популярдуу бетондун тоңуу чекитинин төмөндөтүүчүсү, күкүрт суутектин тазалагычы, суусуздандыруучу агент, тамак-аш кошулмасы.
Калий перманганаты
Кызыл-кызгылт көк, дээрлик кара калий перманганаты баарына белгилүү, аны дээрлик ар бир үйдө көрүүгө болот. Ал эми жакында эле прекурсор катары таанылганына байланыштуу бул затты сатып алууга бир аз чектөөлөр киргизилген. Калий перманганатын (KMnO4) алуу бир нече жол менен мүмкүн, мисалы, сульфаттын өз ара аракеттенүүсү мененмарганец (II) калий дитионатынан суу жана кычкылтек менен. Бир нече убакыт өткөндөн кийин, катализатор катары күмүш нитратынын катышуусу менен бул аралашма перманганат жана калий сульфатын, ошондой эле күкүрт кислотасын пайда кылат.
Калий манганатын колдонуунун дагы башка жолдору бар, ага төмөнкү заттарды кошсоңуз болот:
- суу (реакция убакытты талап кылат);
- суюлтулган туз кислотасы;
- көмүр кычкыл газы;
- хлор.
Ошондой эле манганатты электролиздеп аноддо перманганат пайда кылышы мүмкүн (катоддо суутек болот).
Алынган заттын колдонулушу кеңири. Анын кычкылдануу жөндөмдүүлүгүнөн улам антисептикалык таасир берет. Медицинада анын былжыр челинин сезгенүү ооруларында чайкоо, жарааттарды жуу, күйүк жана инфекциялуу жараларды дарылоо, жараларды дарылоо, ошондой эле алкалоиддер менен ууланганда кустуруучу каражат катары колдонулат.
Каршы көрсөткүч - өтө сезгичтик, бирок ашыкча дозалануу дени сак адамда да өлүмгө алып келиши мүмкүн, орточо адам үчүн өлүмгө дуушар болгон доза болгону 20-30г.
Перманганатты колдонууда сактык чараларын көрүү керек, ошондуктан зат органикалык жана күйүүчү кошулмалар, активдүү металлдар жана металл эместер менен аралашканда күйөт. Кошумча ысытуу жарылууга алып келиши мүмкүн.
Калий гидроксиди
Туздардан тышкары калий гидроксидинин мааниси чоң. Бул зат щелочторго кирет, андаэритмелери жана эритмелери электр тогун өткөрө алган заттар бар.
Бул кошулма үчүн арзыбаган аты - каустик калий. Бул ак гигроскопиялык зат окшойт. Анын касиеттерине ажырабай эрүү жана кайноо, күчтүү щелочтук чөйрө пайда болуу менен сууда жакшы эрүү, кислоталар менен нейтралдоо, металлдарга жана металл эместерге, алардын оксиддерине жана гидроксиддерине реакцияга жөндөмдүүлүгү кирет. Калий гидроксиди абадагы суу менен көмүр кычкыл газын активдүү соруп алат.
Калийди щелочтон алса болот, гидроксидди металлдан да ошондой алса болот. Бул үчүн ага сууну таза түрүндө же кычкылтек менен аралаштырып гана кошуу керек. Мындан тышкары, щелочту карбонат жана каныккан кальций гидроксидинен же хлориддин электролизинен алууга болот. Акыркы ыкма өнөр жай өндүрүшүндө активдүү колдонулат.
Зат кооптуу, терини же былжыр челди күйгүзүшү мүмкүн, бардык органикалык материалдарды жок кылат. Аны менен терини колкап, ал эми көздү көз айнек менен ишенимдүү коргосоңуз болот.
Коркунучка карабастан, щелоч фотосүрөттө, нефтини кайра иштетүүдө, тамак-ашта, кагазда жана металлургияда кеңири колдонулат, ошондой эле щелочтуу аккумулятор, кислота нейтрализатор, катализатор, газ тазалоочу, рН жөнгө салгыч, электролит, жуугуч компонент, бургулоо эритмелери., боёктор, жер семирткичтер, калий органикалык жана органикалык эмес заттар, пестициддер, сөөлдү дарылоо үчүн фармацевтикалык препараттар, самындар, синтетикалык каучук.
Ошентип, калийди жана анын негизиндеги кошулмаларды, биринчи кезекте туздарды жана гидроксидди өндүрүү өнөр жай үчүн чоң мааниге ээ жана күнүмдүк турмушта кеңири колдонулат. Негизгиси бул щелочтуу металл менен иштөөдө коопсуздук чараларын эстен чыгарбоо жана ал колдонулган материалдарды кылдаттык менен колдонуу. Мунун аркасында кооптуу болгон касиеттерден качууга болот.
