Šis straipsnis apibūdins kalį fizikos ir chemijos požiūriu. Pirmasis iš šių mokslų tiria mechanines ir išorines medžiagų savybes. O antrasis yra jų sąveika tarpusavyje – tai chemija. Kalis yra devynioliktas periodinės lentelės elementas. Jis priklauso Šiame straipsnyje bus nagrinėjama elektroninė kalio formulė, jo elgsena su kitomis medžiagomis ir kt. Tai vienas aktyviausių metalų. Mokslas, tiriantis šį ir kitus elementus, yra chemija. 8 klasė apima jų savybių tyrimą. Todėl šis straipsnis bus naudingas moksleiviams. Taigi, pradėkime.
Kalio charakteristikos fizikos požiūriu
Tai paprasta medžiaga, kuri normaliomis sąlygomis yra kietos agregacijos būsenos. Lydymosi temperatūra yra šešiasdešimt trys laipsniai Celsijaus. Šis metalas užverda, kai temperatūra pasiekia septynis šimtus šešiasdešimt vieną laipsnį Celsijaus. Nagrinėjama medžiaga yra sidabriškai baltos spalvos. Turi metalinį blizgesį.
Kalio tankis yra aštuoniasdešimt šešios šimtosios gramo kubiniame centimetre. Tai labai lengvas metalas. Kalio formulė labai paprasta – jis nesudaro molekulių. Ši medžiaga susideda iš atomų, kurie yra arti vienas kito ir turi kristalinę gardelę. Kalio atominė masė yra trisdešimt devyni gramai vienam moliui. Jo kietumas labai mažas – jį galima lengvai pjaustyti peiliu, kaip ir sūrį.
Kalis ir chemija
Pradėkime nuo to, kad kalis yra cheminis elementas, turintis labai didelį cheminį aktyvumą. Jūs netgi negalite jo laikyti lauke, nes jis akimirksniu pradeda reaguoti su jį supančiomis medžiagomis. Kalis yra cheminis elementas, priklausantis pirmajai grupei ir ketvirtajam periodinės lentelės periodui. Jis turi visas metalams būdingas savybes.
Sąveika su paprastomis medžiagomis
Tai yra: deguonis, azotas, siera, fosforas, halogenai (jodas, fluoras, chloras, bromas). Panagrinėkime kalio sąveiką su kiekvienu iš jų eilės tvarka. Sąveika su deguonimi vadinama oksidacija. Šios cheminės reakcijos metu kalis ir deguonis sunaudojami keturių dalių ir vienos moliniu santykiu, todėl susidaro dviejų dalių atitinkamo metalo oksidas. Šią sąveiką galima išreikšti naudojant tokią reakcijos lygtį: 4K + O2 = 2K2O. Kai kalis dega, galite stebėti
Todėl ši reakcija laikoma kokybine nustatant kalį. Reakcijos su halogenais įvardijamos pagal šių cheminių elementų pavadinimus: jodavimas, fluorinimas, chlorinimas, brominimas. Šios sąveikos gali būti vadinamos prisijungimo reakcijomis, nes dviejų skirtingų medžiagų atomai susijungia į vieną. Tokio proceso pavyzdys yra kalio ir chloro reakcija, dėl kurios susidaro atitinkamo metalo chloridas. Norint atlikti šią sąveiką, reikia paimti du iš šių komponentų - du molius pirmojo ir vieną molį antrojo. Rezultatas yra du moliai kalio junginio. Ši reakcija išreiškiama tokia lygtimi: 2К + СІ2 = 2КІ. Degdamas atvirame ore kalis gali sudaryti junginius su azotu. Šios reakcijos metu aptariamas metalas ir azotas sunaudojami šešių dalių ir vienos moliniu santykiu, dėl šios sąveikos susidaro dviejų dalių kalio nitridas. Tai gali būti parodyta kaip tokia lygtis: 6K + N2 = 2K3N. Šis junginys atrodo kaip žaliai juodi kristalai. Aptariamas metalas reaguoja su fosforu pagal tą patį principą. Jei paimtume tris molius kalio ir vieną molį fosforo, gautume vieną molį fosfido. Šią cheminę sąveiką galima užrašyti tokios reakcijos lygties forma: 3K + P = K3P. Be to, kalis gali reaguoti su vandeniliu ir sudaryti hidridą. Kaip pavyzdį galima pateikti tokią lygtį: 2K + H2 = 2KN. Visos prisijungimo reakcijos vyksta tik esant aukštai temperatūrai.
Sąveika su sudėtingomis medžiagomis
Kalio savybės cheminiu požiūriu apima šios temos svarstymą. Junginiai, su kuriais kalis gali reaguoti, yra vanduo, rūgštys, druskos ir oksidai. Su visais aptariamas metalas reaguoja skirtingai.
Kalis ir vanduo
Šis cheminis elementas smarkiai su juo reaguoja. Taip susidaro hidroksidas ir vandenilis. Jei paimtume du molius kalio ir vandens, gautume tą patį kiekį ir vieną molį vandenilio. Šią cheminę sąveiką galima išreikšti naudojant tokią lygtį: 2K + 2H2O = 2KOH = H2.
Reakcijos su rūgštimis
Kadangi kalis yra aktyvus metalas, jis lengvai išstumia vandenilio atomus iš jų junginių. Pavyzdys galėtų būti reakcija, vykstanti tarp nagrinėjamos medžiagos ir druskos rūgšties. Norėdami tai padaryti, turite paimti du molius kalio, taip pat rūgšties tiek pat. Dėl to susidaro du moliai ir vandenilis – vienas molis. Šį procesą galima užrašyti tokia lygtimi: 2K + 2НІ = 2КІ + Н2.
Kalis ir oksidai
Aptariamas metalas su šia neorganinių medžiagų grupe reaguoja tik stipriai kaitinant. Jei metalo atomas, kuris yra oksido dalis, yra pasyvesnis nei tas, apie kurį kalbame šiame straipsnyje, iš esmės įvyksta mainų reakcija. Pavyzdžiui, jei paimsite du molius kalio ir vieną molį vario oksido, tada dėl jų sąveikos galite gauti vieną molį atitinkamo cheminio elemento oksido ir gryno vario. Tai galima parodyti tokios lygties forma: 2K + CuO = K2O + Cu. Čia atsiranda galingos redukuojančios kalio savybės.
Sąveika su bazėmis
Kalis gali reaguoti su metalų hidroksidais, esančiais dešinėje nuo jo elektrocheminio aktyvumo serijoje. Tokiu atveju atsiranda ir jo atkuriamųjų savybių. Pavyzdžiui, jei paimsime du molius kalio ir vieną molį bario hidroksido, tada pakeitimo reakcijos rezultate gausime tokias medžiagas kaip kalio hidroksidas dviejų molių ir gryno bario (vienas molis) - jis nusodins. . Pateiktą cheminę sąveiką galima pavaizduoti tokia lygtimi: 2K + Ba(OH)2 = 2KOH + Ba.
Reakcijos su druskomis
Šiuo atveju kalis vis dar pasižymi stipriu reduktoriumi. Pakeitus chemiškai pasyvesnių elementų atomus, galima gauti gryno metalo. Pavyzdžiui, jei į dviejų molių kiekį pridedate tris molius kalio, tada šios reakcijos metu gauname tris molius kalio chlorido ir du molius aliuminio. Šis procesas gali būti išreikštas naudojant lygtį taip: 3К + 2АІСІ3 = 3КІ2 + 2АІ.
Reakcijos su riebalais
Jei į bet kurią šios grupės organinę medžiagą pridėsite kalio, jis taip pat išstums vieną iš vandenilio atomų. Pavyzdžiui, sumaišius steariną su atitinkamu metalu, susidaro kalio stearatas ir vandenilis. Gauta medžiaga naudojama skystam muilui gaminti. Čia baigiasi kalio ir jo sąveikos su kitomis medžiagomis apibūdinimas.
Kalio ir jo junginių naudojimas
Kaip ir visi metalai, šiame straipsnyje aptartas metalas yra būtinas daugeliui pramonės procesų. Pagrindinis kalio panaudojimas vyksta chemijos pramonėje. Dėl didelio cheminio aktyvumo, ryškių šarminio metalo ir redukuojančių savybių jis naudojamas kaip reagentas daugeliui sąveikų ir įvairių medžiagų gamybai. Be to, lydiniai, kuriuose yra kalio, naudojami kaip aušinimo skysčiai branduoliniuose reaktoriuose. Šiame straipsnyje aptariamas metalas taip pat pritaikomas elektrotechnikoje. Be visų pirmiau minėtų dalykų, tai yra vienas iš pagrindinių augalų trąšų komponentų. Be to, jo junginiai naudojami įvairiose pramonės šakose. Taigi aukso kasyboje naudojamas kalio cianidas, kuris tarnauja kaip reagentas vertingiems metalams atskirti nuo rūdų. Minėto cheminio elemento fosfatai naudojami stiklo gamyboje ir yra visų rūšių valymo priemonių ir miltelių komponentai. Degtukai turi šio metalo chlorato. Senų fotoaparatų filmų gamyboje buvo naudojamas aptariamo elemento bromidas. Kaip jau žinote, jį galima gauti bromuojant kalį aukštoje temperatūroje. Medicinoje naudojamas šio cheminio elemento chloridas. Gaminant muilą – stearatas ir kiti riebalų dariniai.
Aptariamo metalo gavimas
Šiais laikais kalis laboratorijose išgaunamas dviem pagrindiniais būdais. Pirmasis – jo redukcija iš hidroksido natrio pagalba, kuris chemiškai yra net aktyvesnis už kalį. Ir antrasis yra gauti jį iš chlorido, taip pat su natrio pagalba. Jei į vieną molį kalio hidroksido pridedate tiek pat natrio, susidaro vienas molis natrio šarmo ir gryno kalio. Šios reakcijos lygtis yra tokia: KOH + Na = NaOH + K. Norint atlikti antrojo tipo reakciją, reikia sumaišyti atitinkamo metalo chloridą ir natrį lygiomis molinėmis proporcijomis. Dėl to tokiu pačiu santykiu susidaro tokios medžiagos kaip virtuvės druska ir kalis. Šią cheminę sąveiką galima išreikšti naudojant šią reakcijos lygtį: KCI + Na = NaCl + K.
Kalio struktūra
Šio cheminio elemento atomas, kaip ir visi kiti, susideda iš branduolio, kuriame yra protonų ir neutronų, taip pat aplink jį besisukančių elektronų. Elektronų skaičius visada lygus protonų, esančių branduolyje, skaičiui. Jei kuris nors elektronas yra atsijungęs arba prijungtas prie atomo, tada jis nustoja būti neutralus ir virsta jonu. Jie būna dviejų tipų: katijonai ir anijonai. Pirmieji turi teigiamą krūvį, o antrieji – neigiamą. Jei prie atomo pridedamas elektronas, jis virsta anijonu, bet jei kuris nors iš elektronų palieka jo orbitą, neutralus atomas tampa katijonu. Kadangi kalio eilės numeris pagal periodinę lentelę yra devyniolika, šio cheminio elemento branduolyje yra tiek pat protonų. Todėl galime daryti išvadą, kad aplink branduolį yra devyniolika elektronų. Atomo struktūroje esančių protonų skaičių galima nustatyti iš atominės masės atėmus cheminio elemento atominį skaičių. Taigi galime daryti išvadą, kad kalio branduolyje yra dvidešimt protonų. Kadangi šiame straipsnyje aptariamas metalas priklauso ketvirtajam periodui, jis turi keturias orbitas, kuriose tolygiai pasiskirstę elektronai, kurie nuolat juda. Kalio diagrama yra tokia: pirmoji orbita turi du elektronus, antroji - aštuonis; kaip ir trečioje, paskutinėje, ketvirtoje orbitoje sukasi tik vienas elektronas. Tai paaiškina aukštą šio metalo cheminio aktyvumo lygį – paskutinė jo orbita nėra pilnai užpildyta, todėl jis linkęs jungtis su kai kuriais kitais atomais, ko pasekoje jų paskutinių orbitų elektronai taps įprasti.
Kur gamtoje galima rasti šį elementą?
Kadangi jis pasižymi itin dideliu cheminiu aktyvumu, jo gryna forma niekur planetoje nėra. Jį galima pamatyti tik įvairiuose junginiuose. kalio žemės plutoje yra 2,4 proc. Labiausiai paplitę mineralai, kuriuose yra kalio, yra salvinitas ir karnalitas. Pirmasis turi tokią cheminę formulę: NaCl.KCl. Jis turi margą spalvą ir susideda iš daugybės įvairių spalvų kristalų. Priklausomai nuo kalio chlorido ir natrio santykio, taip pat nuo priemaišų, jame gali būti raudonos, mėlynos, rožinės ir oranžinės spalvos komponentų. Antrasis mineralas – karnalitas – atrodo kaip skaidrūs, švelniai mėlyni, šviesiai rausvi ar šviesiai geltoni kristalai. Jo cheminė formulė atrodo taip: KCl.MgCl2.6H2O. Tai kristalinis hidratas.
Kalio vaidmuo organizme, trūkumo ir pertekliaus simptomai
Jis kartu su natriu palaiko ląstelės vandens ir druskos balansą. Jis taip pat dalyvauja perduodant nervinius impulsus tarp membranų. Be to, jis reguliuoja rūgščių ir šarmų pusiausvyrą ląstelėje ir visame kūne. Jis dalyvauja medžiagų apykaitos procesuose, neutralizuoja edemos atsiradimą ir yra citoplazmos dalis - apie penkiasdešimt procentų jos - atitinkamo metalo druska. Pagrindiniai požymiai, rodantys, kad organizmui nepakanka kalio, yra patinimas, tokių ligų kaip lašėjimas, dirglumas ir nervų sistemos veiklos sutrikimai, lėta reakcija ir atminties sutrikimas.
Be to, nepakankamas šio mikroelemento kiekis neigiamai veikia širdies ir kraujagyslių bei raumenų sistemas. Kalio trūkumas labai ilgą laiką gali sukelti širdies priepuolį ar insultą. Tačiau dėl kalio pertekliaus organizme gali išsivystyti plonosios žarnos opa. Norėdami subalansuoti savo mitybą, kad gautumėte normalų kalio kiekį, turite žinoti, kokiuose maisto produktuose jo yra.
Maisto produktai, kuriuose yra daug atitinkamų mikroelementų
Visų pirma, tai yra riešutai, tokie kaip anakardžiai, graikiniai riešutai, lazdyno riešutai, žemės riešutai, migdolai. Taip pat didelis jo kiekis yra bulvėse. Be to, kalio yra džiovintuose vaisiuose, tokiuose kaip razinos, džiovinti abrikosai ir slyvos. Pušies riešutuose taip pat gausu šio elemento. Didelė jo koncentracija stebima ir ankštiniuose augaluose: pupelėse, žirniuose, lęšiuose. Jūros kopūstuose taip pat gausu šio cheminio elemento. Kiti produktai, kuriuose šio elemento yra dideliais kiekiais, yra žalioji arbata ir kakava. Be to, didelė koncentracija jo yra daugelyje vaisių, tokių kaip avokadai, bananai, persikai, apelsinai, greipfrutai ir obuoliai. Daugelyje javų gausu šio mikroelemento. Tai visų pirma perliniai miežiai, taip pat kviečiai ir grikiai. Daug kalio turi ir petražolės bei Briuselio kopūstai. Be to, jo yra morkose ir melionuose. Svogūnuose ir česnakuose yra nemažas kiekis aptariamo cheminio elemento. Vištienos kiaušiniuose, piene ir sūryje taip pat daug kalio. Šio cheminio elemento paros norma vidutiniam žmogui yra nuo trijų iki penkių gramų.
Išvada
Perskaitę šį straipsnį galime daryti išvadą, kad kalis yra nepaprastai svarbus cheminis elementas. Jis reikalingas daugelio junginių sintezei chemijos pramonėje. Be to, jis naudojamas daugelyje kitų pramonės šakų. Jis taip pat labai svarbus žmogaus organizmui, todėl jį reikia ten reguliariai ir reikiamu kiekiu tiekti su maistu.
Kalis yra devynioliktas periodinės lentelės elementas ir priklauso šarminiams metalams. Tai paprasta medžiaga, kuri normaliomis sąlygomis yra kietos agregacijos būsenos. Kalis užverda 761 °C temperatūroje. Elemento lydymosi temperatūra yra 63 °C. Kalis yra sidabriškai baltos spalvos su metaliniu blizgesiu.
Kalio cheminės savybės
Kalis yra labai chemiškai aktyvus, todėl jo negalima laikyti lauke: šarminis metalas akimirksniu reaguoja su aplinkinėmis medžiagomis. Šis cheminis elementas priklauso periodinės lentelės I grupei ir IV periodui. Kalis turi visas metalams būdingas savybes.
Jis sąveikauja su paprastomis medžiagomis, tarp kurių yra halogenai (bromas, chloras, fluoras, jodas) ir fosforas, azotas ir deguonis. Kalio sąveika su deguonimi vadinama oksidacija. Šios cheminės reakcijos metu deguonis ir kalis suvartojamas 4:1 moliniu santykiu, todėl susidaro dvi dalys kalio oksido. Šią sąveiką galima išreikšti reakcijos lygtimi:
4K + O₂ = 2K2O
Kai kalis dega, pastebima ryškiai violetinė liepsna.
Ši sąveika laikoma kokybine kalio nustatymo reakcija. Kalio reakcijos su halogenais įvardijamos pagal cheminių elementų pavadinimus: fluoravimas, jodavimas, brominimas, chloravimas. Tokios sąveikos yra pridėjimo reakcijos. Pavyzdys yra kalio ir chloro reakcija, dėl kurios susidaro kalio chloridas. Norėdami atlikti tokią sąveiką, paimkite du molius kalio ir vieną molį. Dėl to susidaro du moliai kalio:
2К + СІ₂ = 2КІ
Kalio chlorido molekulinė struktūraDeginant atvirame ore, kalis ir azotas suvartojami 6:1 moliniu santykiu. Dėl šios sąveikos susidaro dviejų dalių kalio nitridas:
6K + N₂ = 2K3N
Junginys atrodo kaip žaliai juodi kristalai. Tuo pačiu principu kalis reaguoja su fosforu. Jei vartojate 3 molius kalio ir 1 molį fosforo, gausite 1 molį fosfido:
3К + Р = К₃Р
Kalis reaguoja su vandeniliu, sudarydamas hidridą:
2K + N₂ = 2KN
Visos prisijungimo reakcijos vyksta aukštoje temperatūroje
Kalio sąveika su sudėtingomis medžiagomis
Sudėtingos medžiagos, su kuriomis kalis reaguoja, yra vanduo, druskos, rūgštys ir oksidai. Kadangi kalis yra reaktyvus metalas, jis išstumia vandenilio atomus iš jų junginių. Pavyzdys yra reakcija, vykstanti tarp kalio ir druskos rūgšties. Tam paimami 2 moliai kalio ir rūgšties. Dėl reakcijos susidaro 2 moliai kalio chlorido ir 1 molis vandenilio:
2K + 2НІ = 2КІ + Н₂
Verta išsamiau apsvarstyti kalio sąveikos su vandeniu procesą. Kalis smarkiai reaguoja su vandeniu. Jis juda vandens paviršiumi, stumiamas išleisto vandenilio:
2K + 2H2O = 2KOH + H2
Reakcijos metu per laiko vienetą išsiskiria daug šilumos, dėl kurios užsiliepsnoja kalis ir išsiskiriantis vandenilis. Tai labai įdomus procesas: susilietus su vandeniu kalis akimirksniu užsiliepsnoja, sutraška violetinė liepsna ir greitai juda vandens paviršiumi. Pasibaigus reakcijai, įvyksta pliūpsnis su degančio kalio ir reakcijos produktų lašais.
Kalio reakcija su vandeniu
Pagrindinis galutinis kalio ir vandens reakcijos produktas yra kalio hidroksidas (šarmas). Kalio reakcijos su vandeniu lygtis:
4K + 2H₂O + O₂ = 4KOH
Dėmesio! Nemėginkite patys pakartoti šios patirties!
Jei eksperimentas atliktas neteisingai, galite nudegti nuo šarmo. Reakcijai dažniausiai naudojamas kristalizatorius su vandeniu, į kurį įdedamas gabalėlis kalio. Kai tik vandenilis nustoja degti, daugelis žmonių nori pažvelgti į kristalizatorių. Šiuo metu įvyksta paskutinė kalio reakcijos su vandeniu etapas, lydimas silpno sprogimo ir susidariusio karšto šarmo purslų. Todėl saugumo sumetimais verta laikytis tam tikro atstumo nuo laboratorinio stendo, kol reakcija visiškai pasibaigs. rasite įspūdingiausių eksperimentų, kuriuos galite atlikti su savo vaikais namuose.
Kalio struktūra
Kalio atomą sudaro branduolys, kuriame yra protonų ir neutronų, ir aplink jį skriejantys elektronai. Elektronų skaičius visada lygus protonų skaičiui branduolyje. Kai elektronas pašalinamas arba pridedamas prie atomo, jis nustoja būti neutralus ir tampa jonu. Jonai skirstomi į katijonus ir anijonus. Katijonai turi teigiamą krūvį, anijonai – neigiamą. Kai prie atomo pridedamas elektronas, jis tampa anijonu; jei vienas iš elektronų palieka savo orbitą, neutralus atomas virsta katijonu.
Kalio eilės numeris periodinėje lentelėje yra 19. Tai reiškia, kad cheminio elemento branduolyje taip pat yra 19 protonų Išvada: aplink branduolį yra 19 elektronų Protonų skaičius struktūroje nustatomas taip: iš atominės masės atimkite cheminio elemento eilės numerį. Išvada: kalio branduolyje yra 20 protonų. Kalis priklauso IV periodui, turi 4 „orbitas“, kuriose elektronai yra tolygiai pasiskirstę ir nuolat juda. Pirmoje „orbitoje“ yra 2 elektronai, antrojoje - 8; trečioje ir paskutinėje, ketvirtoje „orbitoje“ sukasi 1 elektronas. Tai paaiškina aukštą kalio cheminio aktyvumo lygį: paskutinė jo „orbita“ nėra visiškai užpildyta, todėl elementas linkęs jungtis su kitais atomais. Dėl to elektronai paskutinėse dviejų elementų orbitose taps įprasti.
Kalio oksidas yra kristalinė kieta medžiaga, kuri sudaro bespalvius kristalus. Jis turi dvi stabilias kristalines modifikacijas: kubinę (iki 372°C) ir šešiakampę (virš 372°C).
- Lydymosi temperatūra – 740°C.
- Tankis - 2,32 g/cm3.
Kalio oksidas tirpsta ore ir, sugerdamas CO 2, išskiria K 2 CO 3. Smarkiai reaguoja su vandeniu, sudarydamas KOH. Reaguoja su eteriu ir alkoholiu.
250°C temperatūroje reaguoja su H2. Tokiu atveju susidaro KOH. Toje pačioje temperatūroje jis reaguoja su NH 3, sudarydamas KOH ir KNH 2.
Trimatis molekulės modelis
Jis energingai reaguoja su halogenais, išlydytomis rūgštimis ir įvairiomis rūgštimis. Kaitinamas boro, aliuminio ir silicio oksidais, susidaro atitinkamai boratai, aliuminatai ir polisilikatai.
Kaitinant NO 2 susidaro KNO 3 ir KNO 2 mišinys.
Kalio oksidas gaunamas:
Kalio oksido kiekis dirvožemyje ir trąšose
Kalio prieinamumas augalams priklauso nuo kalio pasisavinimo dirvožemyje formos. PPC katijonai ir vandenyje tirpūs kalio junginiai yra pagrindiniai augalų kalio mitybos šaltiniai. Šiuo atžvilgiu kalio patekimo į dirvą augalų mitybai laipsnis išreiškiamas judrios formos kiekiu ir per kalio oksidą K 2 O. Ši vertė reiškia bendrą keičiamo ir vandenyje tirpaus kalcio kiekį mg/kg dirvožemio. .
Kalio trąšos gerai tirpsta vandenyje. Patekę į dirvą, jie greitai ištirpsta ir, remdamiesi medžiagų apykaitos reakcijomis, sąveikauja su PPC. Dalis trąšose esančio kalio patenka į nekeičiamus fiksuotus dirvožemio junginius.
Yra trys pagrindinės junginių klasės. Tai rūgštys, šarmai ir oksidai. Rūgštis susideda iš vandenilio katijono ir rūgštinio anijono. Šarminis – pagamintas iš metalo katijono ir hidroksilo grupės. Išsamiau apie oksidus kalbėsime vėliau.
Kas yra oksidas?
Tai junginys, susidedantis iš dviejų skirtingų cheminių elementų, iš kurių vienas yra deguonis. Antrasis gali būti metalinis arba nemetalinis. Deguonies atomų skaičius priklauso nuo antrojo cheminio elemento, įtraukto į junginį, valentingumo. Taigi, pavyzdžiui, kalio valentingumas yra vienas, taigi kalio okside bus vienas deguonies atomas ir du kalio atomai. Kalcio valentingumas yra du, todėl jo oksidą sudarys vienas deguonies atomas ir vienas kalcio atomas. Fosforo valentingumas yra penki, taigi jo oksidas susideda iš dviejų fosforo atomų ir penkių deguonies atomų.
Šiame straipsnyje mes kalbėsime išsamiau apie kalio oksidą. Būtent - apie jo fizines ir chemines savybes, apie jo pritaikymą įvairiose pramonės srityse.
Kalio oksidas: formulė
Kadangi šio metalo valentingumas yra vienas, o deguonies – du, šį cheminį junginį sudarys du metalo atomai ir vienas deguonies atomas. Taigi, kalio oksidas: formulė - K 2 O.
Fizinės savybės
Aptariamas oksidas yra šviesiai geltonos spalvos. Kartais jis gali būti bespalvis. Kambario temperatūroje jis turi kietą agregacijos būseną.
Šios medžiagos lydymosi temperatūra yra 740 laipsnių Celsijaus.
Tankis yra 2,32 g/cm 3 .
Dėl terminio šio oksido skilimo susidaro to paties metalo peroksidas ir grynas kalis.
Tirpsta organiniuose tirpikliuose.
Jis netirpsta vandenyje, bet su juo reaguoja.
Jis yra labai higroskopiškas.
Cheminės K 2 O savybės
Ši medžiaga turi cheminių savybių, būdingų visiems baziniams oksidams. Panagrinėkime šio oksido chemines reakcijas su įvairiomis medžiagomis.
Reakcija su vandeniu
Visų pirma, jis gali reaguoti su vandeniu, sudarydamas šio metalo hidroksidą.
Tokios reakcijos lygtis yra tokia:
- K 2 O + H 2 O = 2 KON
Žinant kiekvienos medžiagos molinę masę, iš lygties galima padaryti tokią išvadą: iš 94 gramų aptariamo oksido ir 18 gramų vandens galima gauti 112 gramų kalio hidroksido.
Su kitais oksidais
Be to, aptariamas oksidas gali reaguoti su anglies dioksidu (anglies dioksidu). Tokiu atveju susidaro druska – kalio karbonatas.
Kalio oksido ir anglies oksido reakcijos lygtis gali būti parašyta taip:
- K 2 O + CO 2 = K 2 CO 3
Taigi galime daryti išvadą, kad iš 94 gramų aptariamo oksido ir 44 gramų anglies dioksido gaunama 138 gramai kalio karbonato.
Be to, aptariamas oksidas gali reaguoti su sieros oksidu. Tokiu atveju susidaro kita druska – kalio sulfatas.
Kalio oksido sąveika su sieros oksidu gali būti išreikšta tokia lygtimi:
- K 2 O + SO 3 = K 2 SO 4
Tai rodo, kad paėmus 94 gramus aptariamo oksido ir 80 gramų sieros oksido, galite gauti 174 gramus kalio sulfato.
Lygiai taip pat K 2 O gali reaguoti su kitais oksidais.
Kitas sąveikos tipas yra reakcijos ne su rūgštiniais, o su amfoteriniais oksidais. Šiuo atveju susidaro ne rūgštis, o druska. Tokio cheminio proceso pavyzdys yra atitinkamo oksido sąveika su cinko oksidu.
Šią reakciją galima išreikšti tokia lygtimi:
- K 2 O + ZnO = K 2 ZnO 2
Tai rodo, kad kai atitinkamas oksidas sąveikauja su cinko oksidu, susidaro druska, vadinama kalio cinkatu. Jei žinote visų medžiagų molinę masę, galite apskaičiuoti, kad iš 94 gramų K 2 O ir 81 gramo cinko oksido galite gauti 175 gramus kalio cinkato.
K2O taip pat gali sąveikauti su azoto oksidu. Tokiu atveju susidaro dviejų druskų mišinys: kalio nitrato ir nitrito. Šios reakcijos lygtis atrodo taip:
- K 2 O + 2NO 2 = KNO 3 + KNO 2
Jei žinote medžiagų molines mases, galime pasakyti, kad iš 94 gramų aptariamo oksido ir 92 gramų azoto oksido galite gauti 101 gramą nitratų ir 85 gramus nitritų.
Sąveika su rūgštimis
Dažniausias atvejis yra kalio oksidas + sieros rūgštis = kalio sulfatas + vanduo. Reakcijos lygtis atrodo taip:
- K 2 O + H 2 SO 4 = K 2 SO 4 + H 2 O
Iš lygties galime daryti išvadą, kad norint gauti 174 gramus kalio sulfato ir 18 gramų vandens, reikia paimti 94 gramus atitinkamo oksido ir 98 gramus sieros rūgšties.
Panašiai vyksta cheminė sąveika tarp aptariamo oksido ir azoto rūgšties. Taip susidaro kalio nitratas ir vanduo. Šios reakcijos lygtis gali būti parašyta taip:
- 2K 2 O + 4HNO 3 = 4KNO 3 + 2H 2 O
Taigi iš 188 gramų aptariamo oksido ir 252 gramų azoto rūgšties galima gauti 404 gramus kalio nitrato ir 36 gramus vandens.
Tuo pačiu principu aptariamas oksidas gali reaguoti su kitomis rūgštimis. Šio proceso metu susidarys kitos druskos ir vanduo. Taigi, pavyzdžiui, kai šis oksidas reaguoja su fosforo rūgštimi, gaunamas fosfatas ir vanduo, su chlorido rūgštimi - chloridas ir vanduo ir pan.
K 2 O ir halogenai
Aptariamas cheminis junginys gali reaguoti su šios grupės medžiagomis. Halogenai yra paprasti junginiai, susidedantys iš kelių to paties cheminio elemento atomų. Tai, pavyzdžiui, chloras, bromas, jodas ir kai kurie kiti.
Taigi, chloras ir kalio oksidas: lygtis:
- K 2 O + CI 2 = KSI + KSIO
Dėl šios sąveikos susidaro dvi druskos: kalio chloridas ir kalio hipochloritas. Iš 94 gramų aptariamo oksido ir 70 gramų chloro gaunami 74 gramai kalio chlorido ir 90 gramų kalio hipochlorito.
Sąveika su amoniaku
K 2 O gali reaguoti su šia medžiaga. Dėl šios cheminės sąveikos susidaro kalio hidroksidas ir amidas. Šios reakcijos lygtis yra tokia:
- K 2 O + NH 3 = KOH + KNH 2
Žinodami visų medžiagų molines mases, galite apskaičiuoti reagentų ir reakcijos produktų proporcijas. Iš 94 gramų aptariamo oksido ir 17 gramų amoniako galite gauti 56 gramus kalio hidroksido ir 55 gramus kalio amido.
Sąveika su organinėmis medžiagomis
Tarp organinių cheminių medžiagų kalio oksidas reaguoja su eteriais ir alkoholiais. Tačiau šios reakcijos yra lėtos ir reikalauja specialių sąlygų.
K 2 O gavimas
Šią cheminę medžiagą galima gauti keliais būdais. Štai dažniausiai pasitaikantys:
- Iš kalio nitrato ir kalio metalo. Šie du reagentai yra kaitinami, todėl susidaro K 2 O ir azotas. Reakcijos lygtis yra tokia: 2KNO 3 + 10K = N 2 + 6K 2 O.
- Antrasis metodas vyksta dviem etapais. Pirma, vyksta reakcija tarp kalio ir deguonies, dėl kurios susidaro kalio peroksidas. Reakcijos lygtis atrodo taip: 2K + O 2 = K 2 O 2. Tada peroksidas praturtinamas kaliu, todėl susidaro kalio oksidas. Reakcijos lygtį galima užrašyti taip: K 2 O 2 + 2K = 2K 2 O.
K2O naudojimas pramonėje
Dažniausiai naudojama medžiaga yra žemės ūkio pramonėje. Šis oksidas yra vienas iš mineralinių trąšų komponentų. Kalis augalams labai svarbus, nes didina jų atsparumą įvairioms ligoms. Aptariama medžiaga taip pat naudojama statyboje, nes jos gali būti kai kurių rūšių cemente. Be to, jis naudojamas chemijos pramonėje gaminant kitus kalio junginius.
