Каталог статей /

Калий :: Химические свойства

Калий · История и происхождение названия · Нахождение в природе · Получение · Физические свойства · Химические свойства · Применение · Биологическая роль · Изотопы · Близкие статьи · Примечания · Литература · Официальный сайт ·


Элементарный калий, как и прочие щелочные металлы, проявляет типичные металлические свойства и очень химически активен, является сильным восстановителем. На воздухе свежий срез быстро тускнеет из-за образования плёнок соединений (оксиды и карбонат). При длительном контакте с атмосферой способен полностью разрушиться. С водой реагирует со взрывом. Хранить его нужно под слоем бензина, керосина или силикона, дабы исключить контакт воздуха и воды с его поверхностью. С Na, Tl, Sn, Pb, Bi калий образует интерметаллиды.

Взаимодействие с простыми веществами

Калий при комнатной температуре реагирует с кислородом воздуха, галогенами; практически не реагирует с азотом (в отличие от лития и натрия). При умеренном нагревании реагирует с водородом с образованием гидрида (200—350 °C):

\mathsf{2K + H_2 \longrightarrow 2 KH},

с халькогенами (100—200 °C, E = S, Se, Te):

\mathsf{2K + E \longrightarrow K_2E}.

При сгорании калия на воздухе образуется надпероксид калия KO2 (с примесью K2O2):

\mathsf{K + O_2 \longrightarrow KO_2}

В реакции с фосфором в инертной атмосфере образуется фосфид зелёного цвета (200 °C):

\mathsf{3K + P \longrightarrow K_3P}

Взаимодействие со сложными веществами

Калий при комнатной температуре быстро реагирует с водой, кислотами, растворяется в жидком аммиаке (-50 °C) с образованием тёмно-синего раствора.

\mathsf{2K + 2H_2O \longrightarrow 2KOH + H_2 \uparrow}

\mathsf{2K + 2HCl \longrightarrow 2KCl + H_2 \uparrow}

\mathsf{K + 6NH_3 \longrightarrow [K(NH_3)]_6}

Калий глубоко восстанавливает разбавленные серную и азотную кислоты:

\mathsf{8K + 6H_2SO_4 \longrightarrow 4K_2SO_4 + SO_2 \uparrow + S\downarrow + 6H_2O}

\mathsf{21K + 26HNO_3 \longrightarrow 21KNO_3 + NO\uparrow + N_2O\uparrow + N_2\uparrow + 13H_2O}

При сплавлении металлического калия со щелочами он восстанавливает водород гидроксогруппы:

\mathsf{2K + 2KOH \longrightarrow 2K_2O + H_2 \uparrow (450^\circ C)}

При умеренном нагревании реагирует с газообразным аммиаком с образованием амида (65—105 °C):

\mathsf{2K + 2NH_3 \longrightarrow 2KNH_2 + H_2}

Металлический калий реагирует со спиртами с образованием алкоголятов:

\mathsf{2K + 2C_2H_5OH \longrightarrow 2C_2H_5OK + H_2 \uparrow}

Алкоголяты щелочных металлов (в данном случае, этаноат калия) являются очень сильными основаниями и широко используются в органическом синтезе.

Соединения с кислородом

При взаимодействии калия с кислородом воздуха образуется не оксид, а пероксид и супероксид:

\mathsf{K + O_2 \longrightarrow KO_2}

Оксид калия может быть получен при нагревании металла до температуры не выше 180 °C в среде, содержащей очень мало кислорода, или при нагревании смеси супероксида калия с металлическим калием:

\mathsf{KO_2 + 3K \longrightarrow 2K_2O}

Оксиды калия обладают ярко выраженными основными свойствами, бурно реагируют с водой, кислотами и кислотными оксидами. Практического значения они не имеют. Пероксиды представляют собой желтовато-белые порошки, которые, хорошо растворяясь в воде, образуют щёлочи и пероксид водорода:

\mathsf{K_2O_2 + 2H_2O \longrightarrow 2KOH + H_2O_2}

\mathsf{4KO_2 + 2H_2O \longrightarrow 4KOH + 3O_2 \uparrow}

\mathsf{4KO_2 + 2CO_2 \longrightarrow 2K_2CO_3 + 3O_2 \uparrow}

Советский изолирующий противогаз  ИП-5
Советский изолирующий противогаз ИП-5

Свойство обменивать углекислый газ на кислород используется в изолирующих противогазах и на подводных лодках. В качестве поглотителя используют эквимолярную смесь супероксида калия и пероксида натрия. Если смесь не эквимолярна, то в случае избытка пероксида натрия поглотится больше газа, чем выделится (при поглощении двух объёмов CO2 выделяется один объём O2), и давление в замкнутом пространстве упадёт, а в случае избытка супероксида калия (при поглощении двух объёмов CO2 выделяется три объёма O2) выделяется больше газа, чем поглотится, и давление повысится.

В случае эквимолярной смеси (Na2O2:K2O4 = 1:1) объёмы поглощаемого и выделяемого газов будут равны (при поглощении четырёх объёмов CO2 выделяется четыре объёма O2).

Пероксиды являются сильными окислителями, поэтому их применяют для отбеливания тканей в текстильной промышленности.

Получают пероксиды прокаливанием металлов на воздухе, освобождённом от углекислого газа.

Также известен озонид калия KO3, оранжево-красного цвета. Получить его можно взаимодействием гидроксида калия с озоном при температуре не выше 20 °C:

\mathsf{4KOH + 4O_3 \longrightarrow 4KO_3 + O_2 + 2H_2O}

Озонид калия является очень сильным окислителем, к примеру, окисляет элементарную серу до сульфата и дисульфата уже при 50 °C:

\mathsf{6KO_3 + 5S \longrightarrow K_2SO_4 + 2K_2S_2O_7}

Гидроксид

Подробнее: Гидроксид калия

Гидроксид калия (или едкое кали) представляет собой твёрдые белые непрозрачные, очень гигроскопичные кристаллы, плавящиеся при температуре 360 °C. Гидроксид калия относится к щелочам. Он хорошо растворяется в воде с выделением большого количества тепла. Растворимость едкого кали при 20 °C в 100 г воды составляет 112 г.

  • Russian to English Russian to German Russian to French Russian to Spanish Russian to Italian Russian to Japanese

Информация на сайте из открытых источников. Основа ВикипедиЯ. | Пожалуйста, внимательно прочитайте эту страницу!