Il composto naturale più importante del potassio è. Ottenere potassio: metodi, reazioni, formule, tipi di potassio e sue proprietà chimiche. La struttura elettronica dell'atomo di potassio

- un elemento del sottogruppo principale del primo gruppo, il quarto periodo del sistema periodico di elementi chimici di D.I.Mendeleev, con numero atomico 19. È designato dal simbolo K (latino Kalium). La sostanza semplice potassio (numero CAS: 7440-09-7) è un metallo alcalino morbido argenteo bianco... In natura, il potassio si trova solo in composti con altri elementi, ad esempio nell'acqua di mare, oltre che in molti minerali. Si ossida molto rapidamente all'aria ed entra molto facilmente in reazioni chimiche, soprattutto con acqua, formando un alcali. Per molti versi, le proprietà chimiche del potassio sono molto vicine al sodio, ma in termini di funzione biologica e il loro utilizzo da parte delle cellule degli organismi viventi, sono ancora diverse. Storia e origine del nome potassio

Il potassio (più precisamente i suoi composti) è stato utilizzato fin dall'antichità. Quindi, la produzione di potassa (che veniva usata come detersivo) esisteva già nell'XI secolo. La cenere formatasi durante la combustione della paglia o del legno è stata trattata con acqua e la soluzione risultante (liscivia) è stata evaporata dopo la filtrazione. Il residuo secco, oltre al carbonato di potassio, conteneva solfato di potassio K 2 SO 4, soda e cloruro di potassio KCl.

Nel 1807, il chimico inglese Davy isolò il potassio mediante elettrolisi del potassio caustico solido (KOH) e lo chiamò "Potassio"(lat. potassio; questo nome è ancora usato in inglese, francese, spagnolo, portoghese e polacco). Nel 1809 L. V. Gilbert propose il nome "potassio" (lat. kalium, dall'arabo. al-kali - potassa). Questo nome è entrato nella lingua tedesca, da lì nella maggior parte delle lingue dell'Europa settentrionale e orientale (incluso il russo) e "vinto" quando si sceglie un simbolo per questo elemento - K.

La presenza di potassio in natura

Non si verifica in uno stato libero. Il potassio fa parte della silvinite KCl NaCl, della carnallite KCl MgCl 2 6H 2 O, della kainite KCl MgSO 4 6H 2 O, ed è presente anche nelle ceneri di alcune piante sotto forma di carbonato K 2 CO 3 (potassa). Il potassio fa parte di tutte le cellule (vedi sezione sotto ruolo biologico).

Potassio - ottenere potassio

Il potassio, come altri metalli alcalini, è prodotto dall'elettrolisi di cloruri o alcali fusi. Poiché i cloruri hanno un punto di fusione più elevato (600-650 ° C), l'elettrolisi degli alcali raddrizzati con l'aggiunta di soda o potassa (fino al 12%) viene eseguita più spesso. Durante l'elettrolisi dei cloruri fusi, il potassio fuso viene rilasciato al catodo e il cloro all'anodo:
K + + e - → K
2Cl - - 2e - → Cl 2

Durante l'elettrolisi degli alcali, viene rilasciato anche potassio fuso al catodo e ossigeno all'anodo:
4OH - - 4e - → 2H 2 O + O 2

L'acqua della fusione evapora rapidamente. Per evitare che il potassio interagisca con il cloro o l'ossigeno, il catodo è fatto di rame e sopra di esso è posto un cilindro di rame. Il potassio risultante in forma fusa viene raccolto in un cilindro. L'anodo è realizzato anche sotto forma di cilindro di nichel (per l'elettrolisi degli alcali) o di grafite (per l'elettrolisi dei cloruri).

Proprietà fisiche del potassio

Il potassio è una sostanza argentea con una lucentezza caratteristica su una superficie appena formata. È molto leggero e si scioglie facilmente. Si dissolve relativamente bene nel mercurio, formando amalgame. Quando aggiunto alla fiamma del bruciatore, il potassio (così come i suoi composti) colora la fiamma di un caratteristico colore rosa-violaceo.

Proprietà chimiche del potassio

Il potassio, come altri metalli alcalini, presenta proprietà metalliche tipiche ed è molto reattivo, donando facilmente elettroni.

È un potente agente riducente. Si combina così attivamente con l'ossigeno che non si forma un ossido, ma il superossido di potassio KO 2 (o K 2 O 4). Quando riscaldato in un'atmosfera di idrogeno, si forma idruro di potassio KH. Interagisce bene con tutti i non metalli, formando alogenuri, solfuri, nitruri, fosfuri, ecc., nonché con sostanze complesse come l'acqua (la reazione procede con un'esplosione), vari ossidi e sali. In questo caso, riducono altri metalli allo stato libero.

Il potassio viene immagazzinato sotto uno strato di cherosene.

Ossidi di potassio e perossidi di potassio

Quando il potassio interagisce con l'ossigeno atmosferico, non si forma un ossido, ma perossido e superossido:

Ossido di potassio si può ottenere riscaldando il metallo ad una temperatura non superiore a 180°C in un ambiente contenente pochissimo ossigeno, oppure riscaldando una miscela di superossido di potassio con potassio metallico:

Gli ossidi di potassio hanno spiccate proprietà basiche, reagiscono violentemente con acqua, acidi e ossidi acidi... Non hanno alcun significato pratico. I perossidi sono polveri bianco-giallastre che si sciolgono bene in acqua e formano alcali e perossido di idrogeno:

La proprietà di scambiare l'anidride carbonica con l'ossigeno viene utilizzata nelle maschere antigas isolanti e nei sottomarini. Come assorbitore viene utilizzata una miscela equimolare di superossido di potassio e perossido di sodio. Se la miscela non è equimolare, in caso di eccesso di perossido di sodio, verrà assorbito più gas che rilasciato (quando vengono assorbiti due volumi di CO 2, viene rilasciato un volume di O 2 ), e la pressione in spazio limitato cadrà, e nel caso di un eccesso di superossido di potassio (quando vengono assorbiti due volumi di CO 2 vengono rilasciati tre volumi di O 2 ) viene rilasciato più gas di quello assorbito e la pressione aumenterà.

Nel caso di una miscela equimolare (Na 2 O 2: K 2 O 4 = 1: 1), i volumi di gas assorbiti ed emessi saranno uguali (quando vengono assorbiti quattro volumi di CO 2 vengono rilasciati quattro volumi di O 2 ).

I perossidi sono forti ossidanti, quindi vengono utilizzati per sbiancare i tessuti nell'industria tessile.

I perossidi si ottengono calcinando i metalli in aria liberata dall'anidride carbonica.

Idrossidi di potassio

Idrossido di potassio (o potassio caustico) sono cristalli solidi bianchi, opachi, altamente igroscopici che fondono a 360°C. L'idrossido di potassio è un alcali. Si scioglie bene in acqua, sprigionando molto calore. La solubilità del potassio caustico a 20 ° C in 100 g di acqua è di 112 g.

Uso di potassio

• Una lega di potassio e sodio, liquida a temperatura ambiente, viene utilizzata come refrigerante nei sistemi chiusi, ad esempio nelle centrali nucleari che utilizzano neutroni veloci. Inoltre, le sue leghe liquide con rubidio e cesio sono ampiamente utilizzate. Una lega con una composizione di sodio 12%, potassio 47%, cesio 41% ha un punto di fusione basso record di -78 ° C.
• I composti di potassio sono l'elemento biogeno più importante e quindi vengono utilizzati come fertilizzanti.
• I sali di potassio sono ampiamente utilizzati nella galvanica, poiché, nonostante il loro costo relativamente elevato, sono spesso più solubili dei corrispondenti sali di sodio e quindi forniscono un lavoro intensivo di elettroliti con una maggiore densità di corrente.

Connessioni importanti

Colore viola della fiamma degli ioni di potassio nella fiamma del bruciatore

• Bromuro di potassio - usato in medicina e come sedativo per il sistema nervoso.
• Idrossido di potassio (potassio caustico) - utilizzato nelle batterie alcaline e per l'essiccazione dei gas.
• Carbonato di potassio (potassa) - usato come fertilizzante nella fusione del vetro.
• Cloruro di potassio (silvina, "sale di potassio") - usato come fertilizzante.
• Il nitrato di potassio (nitrato di potassio) è un fertilizzante, un componente della polvere nera.
• Il perclorato di potassio e il clorato (sale di Berthollet) sono utilizzati nella produzione di fiammiferi, polvere di razzo, cariche di fulmine, esplosivi e galvanica.
• Il dicromato di potassio (cromopico) è un forte agente ossidante, utilizzato per preparare una "miscela di cromo" per il lavaggio di stoviglie chimiche e per la lavorazione della pelle (concia). Viene anche utilizzato per la purificazione dell'acetilene negli impianti di acetilene da ammoniaca, idrogeno solforato e fosfina.
• Il permanganato di potassio è un forte agente ossidante utilizzato come antisettico in medicina e per la produzione di ossigeno in laboratorio.
• Tartrato di sodio-potassio (sale di Rochelle) come piezoelettrico.
• Potassio diidrogenofosfato e dideuterofosfato sotto forma di cristalli singoli nella tecnologia laser.
• Il perossido di potassio e il superossido di potassio sono utilizzati per la rigenerazione dell'aria nei sottomarini e nelle maschere antigas isolanti (assorbe l'anidride carbonica con il rilascio di ossigeno).
• Il fluoroborato di potassio è un flusso importante per la brasatura di acciai e metalli non ferrosi.
• Il cianuro di potassio è utilizzato nella galvanica (argentatura, doratura), nell'estrazione dell'oro e nella nitrocarburazione dell'acciaio.
• Il potassio insieme al perossido di potassio viene utilizzato nella decomposizione termochimica dell'acqua in idrogeno e ossigeno (ciclo del potassio "Gaz de France", Francia).

ruolo biologico

Il potassio è un nutriente essenziale, soprattutto nel regno vegetale. Con una mancanza di potassio nel terreno, le piante si sviluppano molto male, la resa diminuisce, quindi circa il 90% dei sali di potassio estratti vengono utilizzati come fertilizzanti.

Potassio nel corpo umano

Il potassio si trova principalmente nelle cellule, fino a 40 volte di più rispetto allo spazio intercellulare. Durante il funzionamento delle cellule, l'eccesso di potassio lascia il citoplasma, quindi, per mantenere la concentrazione, deve essere pompato indietro utilizzando una pompa sodio-potassio.

Potassio e sodio sono funzionalmente correlati tra loro e svolgono le seguenti funzioni:

• Creazione delle condizioni per l'emergere del potenziale di membrana e delle contrazioni muscolari.
• Mantenimento della concentrazione osmotica del sangue.
• Mantenimento dell'equilibrio acido-base.
• Normalizzazione del bilancio idrico.
• Fornire il trasporto di membrana.
• Attivazione di vari enzimi.
• Normalizzazione del ritmo cardiaco.

Il contenuto giornaliero di potassio consigliato per i bambini va da 600 a 1700 milligrammi, per gli adulti da 1800 a 5000 milligrammi. Il fabbisogno di potassio dipende da peso totale corpo, attività fisica, condizione fisiologica e clima del luogo di residenza. Vomito, diarrea prolungata, sudorazione profusa e uso di diuretici aumentano il fabbisogno di potassio da parte dell'organismo.

Le principali fonti di cibo sono albicocche secche, melone, fagioli, kiwi, patate, avocado, banane, broccoli, fegato, latte, burro di noci, agrumi e uva. C'è molto potassio nel pesce e nei latticini.

L'assorbimento avviene nell'intestino tenue. L'assimilazione del potassio è facilitata dalla vitamina B6, ed è difficoltosa dall'alcol.

Con una mancanza di potassio, si sviluppa ipokaliemia. Si verificano disturbi del cuore e dei muscoli scheletrici. La carenza prolungata di potassio può causare nevralgie acute.

Potassio

POTASSIO-Sono; m.[Arabo. kali] Elemento chimico (K), un metallo bianco-argenteo estratto dal sale carbonato (potassa).

◁ Potassio, th, th. K-esimo depositi. K-th sali. Potassa, th, th. K-esima industria. Fertilizzanti K-th.

(lat. Kalium), un elemento chimico del gruppo I del sistema periodico, si riferisce ai metalli alcalini. Il nome dall'arabo al-kali è potassa (un noto composto di potassio estratto dalla cenere di legno). Metallo bianco argento, morbido, fusibile; densità 0,8629 g/cm 3, T pl 63,51ºC. Si ossida rapidamente all'aria, reagisce con l'acqua in modo esplosivo. In termini di prevalenza nella crosta terrestre occupa il 7° posto (minerali: silvina, cainite, carnallite, ecc.; vedi Sali di potassio). Fa parte dei tessuti di organismi vegetali e animali. Circa il 90% dei sali estratti viene utilizzato come fertilizzante. Il potassio metallico viene utilizzato nelle sorgenti chimiche di corrente, come getter nei tubi elettronici, per ottenere il superperossido KO 2; leghe K con Na - refrigeranti nei reattori nucleari.

POTASSIO (lat. Kalium), K (leggi "potassio"), elemento chimico con numero atomico 19, massa atomica 39.0983.
Il potassio si presenta naturalmente come due nuclidi stabili (cm. NUCLIDE): 39 K (93,10% in massa) e 41 K (6,88%), oltre a un 40 K radioattivo (0,02%). L'emivita del potassio-40 T 1/2 è circa 3 volte inferiore alla T 1/2 dell'uranio-238 ed è di 1,28 miliardi di anni. Nel decadimento b del potassio-40, si forma il calcio-40 stabile e nel decadimento dal tipo di cattura di elettroni (cm. CATTURA ELETTRONICA) si forma un gas inerte argon-40.
Il potassio è un metallo alcalino (cm. METALLI ALCALINI)... Nel sistema periodico di Mendeleev, il potassio occupa un posto nel quarto periodo nel sottogruppo IA. Configurazione dello strato elettronico esterno 4 S 1, quindi il potassio presenta sempre uno stato di ossidazione +1 (valenza I).
Il raggio atomico del potassio è 0,227 nm, il raggio dello ione K + è 0,133 nm. Le energie di successiva ionizzazione dell'atomo di potassio sono 4,34 e 31,8 eV. elettronegatività (cm. NEGATIVITÀ ELETTRICA) potassio secondo Pauling 0,82, che indica le sue spiccate proprietà metalliche.
Libero: metallo morbido, leggero e argentato.
Storia della scoperta
Composti di potassio, come il suo analogo chimico più vicino, sodio (cm. SODIO), sono noti fin dall'antichità e sono stati utilizzati in vari campi dell'attività umana. Tuttavia, questi stessi metalli furono isolati per la prima volta in uno stato libero solo nel 1807 durante gli esperimenti dello scienziato inglese G. Davy (cm. DEVI Humphrey)... Davy, utilizzando celle galvaniche come fonte di corrente elettrica, effettuò l'elettrolisi dei fusi di potassio (cm. POTASSA) e soda caustica (cm. SODA CAUSTICA) e così isolò potassio metallico e sodio, che chiamò "potassio" (da cui il nome potassio conservato nei paesi anglofoni e in Francia) e "sodio". Nel 1809 il chimico inglese L. V. Gilbert propose il nome "potassium" (dall'arabo al-kali - potassa).
Essere nella natura
Il contenuto di potassio nella crosta terrestre è del 2,41% in massa, il potassio è tra i primi dieci elementi più comuni nella crosta terrestre. Minerali chiave contenenti potassio: sylvin (cm. SILVINO) KCl (52,44% K), silvinite (Na, K) Cl (questo minerale è una miscela meccanica strettamente compressa di cristalli di cloruro di potassio KCl e cloruro di sodio NaCl), carnallite (cm. CARNALLIT) KCl MgCl 2 6H 2 O (35,8% K), vari alluminosilicati (cm. ALUMOSILICATI) contenente potassio, kainite (cm. KAINIT) KCl MgSO 4 3H 2 O, polialite (cm. POLIGALIT) K 2 SO 4 MgSO 4 2CaSO 4 2H 2 O, alunite (cm. ALUNITE) KAl 3 (SO 4) 2 (OH) 6. L'acqua di mare contiene circa lo 0,04% di potassio.
Ricezione
Attualmente, il potassio si ottiene interagendo con KOH fuso di sodio liquido (a 380-450 ° C) o KCl (a 760-890 ° C):
Na + KOH = NaOH + K
Il potassio si ottiene anche per elettrolisi di KCl fuso miscelato con K 2 CO 3 a temperature prossime a 700 ° C:
2KCl = 2K + Cl2
Il potassio viene rimosso dalle impurità mediante distillazione sotto vuoto.
Proprietà fisiche e chimiche
Il potassio metallico è morbido, facile da tagliare con un coltello e suscettibile di pressatura e arrotolamento. Ha un reticolo cubico a corpo centrato, il parametro un= 0,5344 nm. La densità del potassio è inferiore alla densità dell'acqua ed è pari a 0,8629 g/cm 3. Come tutti i metalli alcalini, il potassio fonde facilmente (punto di fusione 63,51°C) e inizia ad evaporare anche a riscaldamento relativamente basso (punto di ebollizione del potassio 761°C).
Il potassio, come altri metalli alcalini, è chimicamente molto reattivo. Interagisce facilmente con l'ossigeno atmosferico per formare una miscela, costituita principalmente da K 2 O 2 perossido e KO 2 superossido (K 2 O 4):
2K + O 2 = K 2 O 2, K + O 2 = K 2 O 2.
Quando riscaldato all'aria, il potassio brucia con una fiamma rosso-violetta. Con acqua e acidi diluiti, il potassio interagisce con un'esplosione (l'idrogeno risultante si accende):
2K + 2H 2 O = 2KOH + H 2
Gli acidi contenenti ossigeno possono essere ridotti durante questa interazione. Ad esempio, l'atomo di zolfo dell'acido solforico viene ridotto a S, SO 2 o S 2–:
8K + 4H 2 SO 4 = K 2 S + 3K 2 SO 4 + 4H 2 O.
Quando riscaldato a 200-300 ° C, il potassio reagisce con l'idrogeno per formare un idruro KH simile al sale:
2K + H2 = 2KH
Con alogeni (cm. ALOGENI) il potassio interagisce con un'esplosione. È interessante notare che il potassio non interagisce con l'azoto.
Come altri metalli alcalini, il potassio si dissolve facilmente in ammoniaca liquida per formare soluzioni blu. In questo stato, il potassio viene utilizzato per alcune reazioni. Durante lo stoccaggio, il potassio reagisce lentamente con l'ammoniaca per formare l'ammide KNH 2:
2K + 2NH 3 piani = 2KNH2 + H2
I composti di potassio più importanti sono K 2 O ossido, K 2 O 2 perossido, K 2 O 4 superossido, KOH idrossido, KI ioduro, K 2 CO 3 carbonato e KCl cloruro.
L'ossido di potassio K 2 O si ottiene solitamente indirettamente attraverso la reazione di perossido e potassio metallico:
2K + K2O2 = 2K2O
Questo ossido mostra proprietà di base pronunciate, reagisce facilmente con l'acqua per formare idrossido di potassio KOH:
K2O + H2O = 2KOH
L'idrossido di potassio, o potassio caustico, è facilmente solubile in acqua (fino al 49,10% in peso a 20°C). La soluzione risultante è una base molto forte, correlata agli alcali ( cm. ALCALI). KOH reagisce con ossidi acidi e anfoteri:
SO 2 + 2KOH = K 2 SO 3 + H 2 O,
Al 2 O 3 + 2KOH + 3H 2 O = 2K (è così che procede la reazione in soluzione) e
Al 2 O 3 + 2KOH = 2KAlO 2 + H 2 O (è così che procede la reazione quando i reagenti sono fusi).
Nell'industria, l'idrossido di potassio KOH si ottiene mediante elettrolisi di soluzioni acquose di KCl o K 2 CO 3 utilizzando membrane e diaframmi a scambio ionico:
2KCl + 2H 2 O = 2KOH + Cl 2 + H 2,
oppure per reazioni di scambio di soluzioni di K 2 CO 3 o K 2 SO 4 con Ca (OH) 2 o Ba (OH) 2:
K 2 CO 3 + Ba (OH) 2 = 2KOH + BaCO 3
Il contatto con idrossido di potassio solido o gocce delle sue soluzioni sulla pelle e sugli occhi provoca gravi ustioni alla pelle e alle mucose; pertanto, il lavoro con queste sostanze caustiche deve essere eseguito solo con occhiali e guanti protettivi. Durante lo stoccaggio, le soluzioni acquose di idrossido di potassio distruggono il vetro, le fusioni distruggono la porcellana.
Il carbonato di potassio K 2 CO 3 (il nome comune è potassa) si ottiene neutralizzando una soluzione di idrossido di potassio con anidride carbonica:
2KOH + CO 2 = K 2 CO 3 + H 2 O.
Il potassio si trova in quantità significative nella cenere di alcune piante.
Applicazione
Il potassio metallico è un materiale per elettrodi nelle sorgenti di corrente chimica. Una lega di potassio con un altro metallo alcalino - il sodio è usato come vettore di calore (cm. PORTATORE DI CALORE) nei reattori nucleari.
Su una scala molto più ampia del potassio metallico, vengono utilizzati i suoi composti. Il potassio è un componente importante della nutrizione minerale delle piante, ne hanno bisogno in quantità significative per il normale sviluppo, pertanto i fertilizzanti di potassio sono ampiamente utilizzati (cm. CONCIMI DI POTASSIO): cloruro di potassio KCl, nitrato di potassio o nitrato di potassio, KNO 3, potassio K 2 CO 3 e altri sali di potassio. La potassa viene utilizzata anche nella produzione di vetri ottici speciali, come assorbitore di idrogeno solforato nella purificazione dei gas, come agente disidratante e nella concia delle pelli.
Come medicinale lo ioduro di potassio KI trova applicazione. Lo ioduro di potassio viene utilizzato anche in fotografia e come fertilizzante per micronutrienti. Una soluzione di permanganato di potassio KMnO 4 ("permanganato di potassio") viene utilizzata come antisettico.
In base al contenuto di 40 K radioattivo nelle rocce, viene determinata la loro età.
Potassio nel corpo
Il potassio è uno dei nutrienti più importanti (cm. ELEMENTI BIOGENICI), costantemente presente in tutte le cellule di tutti gli organismi. Gli ioni potassio K + sono coinvolti nel lavoro dei canali ionici (cm. CANALI IONI) e regolazione della permeabilità delle membrane biologiche (cm. MEMBRANE BIOLOGICHE), nella generazione e conduzione di un impulso nervoso, nella regolazione dell'attività del cuore e di altri muscoli, in vari processi metabolici. Il contenuto di potassio nei tessuti degli animali e dell'uomo è regolato dagli ormoni steroidei delle ghiandole surrenali. In media, il corpo umano (peso corporeo 70 kg) contiene circa 140 g di potassio. Pertanto, per una vita normale con il cibo, il corpo dovrebbe ricevere 2-3 g di potassio al giorno. Alimenti come uvetta, albicocche secche, piselli e altri sono ricchi di potassio.
Caratteristiche della manipolazione del metallo di potassio
Il metallo di potassio può causare ustioni cutanee molto gravi, se le particelle più piccole di potassio entrano negli occhi, si verificano gravi lesioni con perdita della vista, quindi puoi lavorare solo con potassio metallico con guanti e occhiali protettivi. Il potassio acceso viene versato con olio minerale o coperto con una miscela di talco e NaCl. Conserva il potassio in contenitori di ferro ermeticamente chiusi sotto uno strato di cherosene disidratato o olio minerale.

dizionario enciclopedico. 2009 .

Guarda cos'è "potassio" in altri dizionari:

Potassio 40 ... Wikipedia

Novolatinsk. kalium, dall'arabo. kali, alcali. Il metallo morbido e leggero che costituisce la base di potassio. Scoperta da Devi nel 1807. Una spiegazione delle 25.000 parole straniere che sono entrate in uso nella lingua russa, con il significato delle loro radici. Mikhelson d.C., 1865. ... ... Dizionario di parole straniere della lingua russa

- (Kalium), K, elemento chimico del gruppo I della tavola periodica, numero atomico 19, massa atomica 39.0983; si riferisce a metalli alcalini; tm 63,51 shC. Negli organismi viventi, il potassio è il principale catione intracellulare, partecipa alla generazione di bioelettrico ... ... Enciclopedia moderna

POTASSIO- (Kalium, s. Potassio), chim. elemento, carattere. K, numero atomico 19, metallo bianco-argenteo, lucente, avente la densità della cera a ta ordinario; aperto da Devi nel 1807, Ud. v. a 20° 0,8621, peso atomico 39,1, monovalente; punto di fusione ... Grande enciclopedia medica

Potassio- (Kalium), K, elemento chimico del gruppo I della tavola periodica, numero atomico 19, massa atomica 39.0983; si riferisce a metalli alcalini; p.f. 63,51°C. Negli organismi viventi, il potassio è il principale catione intracellulare, partecipa alla generazione di bioelettrico ... ... Dizionario enciclopedico illustrato

- (simbolo K), elemento chimico comune legato ai METALLI ALCALINI. Fu isolato per la prima volta da Sir Humphrey Davy nel 1807. I suoi minerali principali sono la silvite (cloruro di potassio), la carnallite e la polialite. Il potassio è un refrigerante in NUCLEARE ... Dizionario enciclopedico scientifico e tecnico

Marito. potassio, il metallo che costituisce la base del potassio, molto simile al sodio (sodio). Kali Wed, neskl., Alcali vegetali o sale alcalino; carbonato di potassio, potassa pura. Potassio, correlato al potassio. Calisty contenente potassio. Sensato ... ... Dizionario esplicativo di Dahl - POTASSIO, potassio, pl. no, marito., e kali, neskl., cfr. (potassa araba) (chim.). L'elemento chimico è un metallo alcalino bianco argenteo estratto dal sale carbonato. Dizionario esplicativo di Ushakov. DN Ushakov. 1935 1940... Dizionario esplicativo di Ushakov

DEFINIZIONE

Potassio- il diciannovesimo elemento della Tavola Periodica. La designazione è K dal latino "kalium". Situato nel quarto periodo, gruppo IA. Si riferisce ai metalli. La carica nucleare è 19.

Il potassio non si trova naturalmente allo stato libero. I minerali di potassio più importanti sono: sylvinite KCl, sylvinite NaCl × KCl, carnallite KCl × MgCl 2 × 6H 2 O, kainite KCl × MgSO 4 × 3H 2 O.

Come sostanza semplice, il potassio è un metallo lucido, grigio-argenteo (Fig. 1) con un reticolo cristallino centrato sul corpo. Metallo estremamente reattivo: si ossida rapidamente all'aria, formando prodotti di reazione sciolti.

Riso. 1. Potassio. Aspetto esteriore.

Peso atomico e molecolare del potassio

Peso molecolare relativo della sostanza (M r)è un numero che mostra quante volte la massa di una data molecola è maggiore di 1/12 della massa di un atomo di carbonio, e massa atomica relativa di un elemento(A r) - quante volte la massa media degli atomi di un elemento chimico è maggiore di 1/12 della massa di un atomo di carbonio.

Poiché allo stato libero il potassio esiste sotto forma di molecole K monoatomiche, i valori delle sue masse atomiche e molecolari coincidono. Sono pari a 39.0983.

Isotopi di potassio

È noto che in natura il potassio può essere sotto forma di due isotopi stabili 39 K e 41 K. I loro numeri di massa sono rispettivamente 39 e 41. Il nucleo dell'isotopo di potassio 39 K contiene diciannove protoni e venti neutroni, mentre l'isotopo 41 K contiene lo stesso numero di protoni e ventidue neutroni.

Esistono isotopi artificiali di potassio con numeri di massa da 32 a 55, tra i quali il più stabile è 40 K con un'emivita di 1.248 × 10 9 anni.

Ioni di potassio

A livello di energia esterna dell'atomo di potassio, c'è un elettrone, che è valenza:

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1.

Come risultato dell'interazione chimica, il potassio cede il suo unico elettrone di valenza, cioè è il suo donatore e si trasforma in uno ione caricato positivamente:

K 0 -1e → L +.

Molecola e atomo di potassio

Allo stato libero, il potassio esiste sotto forma di molecole monoatomiche L. Diamo alcune proprietà che caratterizzano l'atomo e la molecola di potassio:

Esempi di problem solving

ESEMPIO 1

ESEMPIO 2

Esercizio

Calcolare la massa di idrossido di potassio, necessaria per preparare una soluzione alcalina da 20 ml (frazione di massa di KOH 20%, densità 1,22 g / ml).

Soluzione

Trova la massa della soluzione di idrossido di potassio: K - Potassio POTASSIO(lat. Kalium), K (leggi "potassio"), un elemento chimico con numero atomico 19, massa atomica 39.0983. Il potassio si presenta naturalmente sotto forma di due nuclidi stabili: 39 K (93,10% in massa) e 41 K (6,88%), oltre a un radioattivo 40 K (0,02%). L'emivita del potassio-40 T 1/2 è circa 3 volte inferiore alla T 1/2 dell'uranio-238 ed è di 1,28 miliardi di anni. In B il decadimento del potassio-40 forma il calcio-40 stabile e durante il decadimento per tipo di cattura degli elettroni si forma un gas inerte argon-40. 2K + 2H 2 O = 2KOH + H 2 8K + 4H 2 SO 4 = K 2 S + 3K 2 SO 4 + 4H 2 O. Quando riscaldato a 200-300 ° C, il potassio reagisce con l'idrogeno (H) per formare idruro salino KH: Ricezione: attualmente, il potassio si ottiene interagendo con sodio liquido (Na) KOH fuso (a 380-450 ° C) o KCl (a 760-890 ° C): Na + KOH = NaOH + K Il potassio si ottiene anche per elettrolisi di KCl fuso miscelato con K 2 CO 3 a temperature prossime a 700 ° C: 2KCl = 2K + Cl2 Il potassio viene rimosso dalle impurità mediante distillazione sotto vuoto. Applicazione: il potassio metallico è un materiale per elettrodi nelle sorgenti di corrente chimica. Una lega di potassio con un altro metallo alcalino - sodio (Na) viene utilizzata come refrigerante nei reattori nucleari. Su una scala molto più ampia del potassio metallico, vengono utilizzati i suoi composti. Il potassio è un componente importante della nutrizione minerale delle piante (questo richiede circa il 90% dei sali di potassio estratti), ne hanno bisogno in quantità significative per il normale sviluppo, quindi i fertilizzanti di potassio sono ampiamente utilizzati: cloruro di potassio KCl, nitrato di potassio o potassio nitrato, KNO 3, potassio K 2 CO 3 e altri sali di potassio. La potassa viene utilizzata anche nella produzione di vetri ottici speciali, come assorbitore di idrogeno solforato nella purificazione dei gas, come agente disidratante e nella concia delle pelli. Lo ioduro di potassio KI è usato come medicinale. Lo ioduro di potassio viene utilizzato anche in fotografia e come fertilizzante per micronutrienti. Una soluzione di permanganato di potassio KMnO 4 ("permanganato di potassio") viene utilizzata come antisettico. Ruolo biologico: il potassio è uno degli elementi biogeni più importanti che è costantemente presente in tutte le cellule di tutti gli organismi. Gli ioni potassio K+ sono coinvolti nel lavoro dei canali ionici e nella regolazione della permeabilità delle membrane biologiche, nella generazione e conduzione degli impulsi nervosi, nella regolazione dell'attività del cuore e di altri muscoli, in vari processi metabolici. Il contenuto di potassio nei tessuti degli animali e dell'uomo è regolato dagli ormoni steroidei delle ghiandole surrenali. In media, il corpo umano (peso corporeo 70 kg) contiene circa 140 g di potassio. Pertanto, per una vita normale con il cibo, il corpo dovrebbe ricevere 2-3 g di potassio al giorno. Alimenti come uvetta, albicocche secche, piselli e altri sono ricchi di potassio. Il potassio è un elemento che si trova nel sistema periodico di Mendeleev sotto il diciannovesimo numero. La sostanza è solitamente indicata lettera maiuscola K (dal latino Kalium). Nella nomenclatura chimica russa, il vero nome dell'elemento è apparso grazie a G.I. Hesse nel 1831. Inizialmente, il potassio era chiamato "al-kali", che significa "cenere vegetale" in arabo. Fu il potassio caustico che divenne il materiale per la primissima produzione della sostanza. Il potassio caustico, a sua volta, veniva estratto dal potassio, che era un prodotto della combustione delle piante (carbonato di potassio). H. Davy ne divenne lo scopritore. Va notato che il carbonato di potassio è il prototipo di un moderno detersivo. Successivamente è stato utilizzato per i fertilizzanti utilizzati in agricoltura, nella produzione di vetro e altri scopi. Attualmente, il potassio è supplemento di cibo, che ha superato la registrazione ufficiale, e hanno imparato a estrarre il potassio in modi completamente diversi. In natura il potassio si trova solo sotto forma di composti con altri elementi (ad esempio, acqua di mare, o minerali), la sua forma libera non si verifica affatto. È in grado di ossidarsi all'aria aperta in un periodo di tempo abbastanza breve, oltre a entrare in reazioni chimiche (ad esempio, quando il potassio interagisce con l'acqua, si formano alcali). Tabella 1 Riserve di sali di potassio (milioni di tonnellate in termini di k2o) e contenuto medio di k2o in minerali,% Paese, parte del mondo Azioni generali Riserve confermate Il loro% del mondo Contenuto medio 1 2 3 4 5 Russia 19118 3658 31,4 17,8 Europa 3296 2178 18,5 - Bielorussia 1568 1073 9,1 16 Regno Unito 30 23 0,2 14 Germania 1200 730 6,2 14 Spagna 40 20 0,2 13 Italia 40 20 0,2 11 Polonia 10 10 0,1 12 Ucraina 375 292 2,5 11 Francia 33 10 0,1 15 Asia 2780 1263 10,8 - Israele 600 44 0,4 1,4 Giordania 600 44 0,4 1,4 Kazakistan 102 54 0,5 8 Cina 320 320 2,7 12 Tailandia 150 75 0,6 2,5 Turkmenistan 850 633 5,4 11 Uzbekistan 159 94 0,8 12 Africa 179 71 0,6 - Congo 40 10 0,1 15 Tunisia 34 19 0,2 1,5 Etiopia 105 42 >0,4 25 14915 4548 38,7 - Argentina 20 15 0,1 12 Brasile 160 50 0,4 15 Canada 14500 4400 37,5 23 Messico 10 - 0 12 Stati Uniti d'America 175 73 0,6 12 Chile 50 10 0,1 3 Totale: 40288 11744 100 - Descrizione del potassio Il potassio come sostanza semplice è un metallo alcalino. È caratterizzato da un colore bianco-argenteo. Shine appare istantaneamente su una superficie fresca. Il potassio è un metallo tenero che si scioglie facilmente. Se la sostanza o i suoi composti vengono posti in una fiamma di un bruciatore, il fuoco acquisirà un colore rosa-viola. Proprietà fisiche del potassio Il potassio è un metallo molto tenero che può essere facilmente tagliato con un normale coltello. La sua durezza Brinell è di 400 kn/m 2 (o 0,04 kgf/mm 2). Ha un reticolo cristallino cubico a corpo centrato (5 = 5,33 A). La sua densità è di 0,862 g / cm 3 (20 0 С). La sostanza inizia a sciogliersi a una temperatura di 63,55 0 , bollire a 760 0 e ha un coefficiente di espansione termica pari a 8,33 * 10 -5 (0-50 0 С). Il suo calore specifico a una temperatura di 20 ° C è 741,2 J / (kg * K) o 0,177 cal / (g * 0 C). Alla stessa temperatura ha una resistenza elettrica specifica pari a 7,118 * 10 -8 ohm * m. Il coefficiente di temperatura della resistenza elettrica del metallo è 5,8 * 10 -15. Il potassio forma cristalli di un sistema cubico, gruppo spaziale I m3m, parametri di cella un= 0,5247nm, Z = 2. Proprietà chimiche Il potassio è un metallo alcalino. A questo proposito, le proprietà metalliche del potassio si manifestano tipicamente allo stesso modo di altri metalli simili. L'elemento mostra la sua forte attività chimica e, inoltre, agisce anche come un forte agente riducente.Come accennato in precedenza, il metallo reagisce attivamente con l'aria, come evidenziato dalla comparsa di pellicole sulla sua superficie, a seguito della quale il suo colore diventa noioso. Questa reazione può essere osservata ad occhio nudo. Se il potassio è in contatto con l'atmosfera per un tempo sufficientemente lungo, esiste la possibilità della sua completa distruzione. Dopo la reazione con l'acqua, si verifica un'esplosione caratteristica. Ciò è dovuto al rilascio di idrogeno, che si accende con una caratteristica fiamma viola-rosata. E quando la fenolftaleina viene aggiunta all'acqua che reagisce con il potassio, acquisisce un colore cremisi, che indica una reazione alcalina dell'idrossido di potassio risultante (KOH). Quando un metallo interagisce con elementi come Na, Tl, Sn, Pb, Bi, si formano composti intermetallici Le caratteristiche specificate del potassio indicano la necessità di rispettare determinate regole e condizioni di sicurezza durante lo stoccaggio della sostanza. Quindi, la sostanza dovrebbe essere coperta con uno strato di benzina, cherosene o silicone. Questo viene fatto per escludere completamente il suo contatto con aria o acqua. Va notato che a temperatura ambiente, il metallo reagisce con gli alogeni. Se lo riscaldi un po ', interagisce facilmente con lo zolfo. Se la temperatura aumenta, il potassio è in grado di combinarsi con selenio e tellurio. Se la temperatura viene aumentata a più di 200 ° C in un'atmosfera di idrogeno, si forma KH idruro, che è in grado di accendersi senza aiuto esterno, ad es. da soli. Il potassio non interagisce affatto con l'azoto, anche se vengono create condizioni adeguate per questo (temperatura e pressione elevate). Tuttavia, queste due sostanze possono essere messe in contatto influenzandole con una scarica elettrica. In questo caso, si ottiene l'azide di potassio KN 3 e il nitruro di potassio K 3 N. Se grafite e potassio vengono riscaldati insieme, il risultato sono i carburi KC 8 (a 300 ° C) e KC 16 (a 360 ° C). Quando potassio e alcoli interagiscono, si ottengono alcolati. Inoltre il potassio rende molto più veloce il processo di polimerizzazione delle olefine e delle diolefine. Aloalchili e aloarili insieme al diciannovesimo elemento danno alchili di potassio e arili di potassio. Tabella 2. Proprietà chimiche del potassio Caratteristica Significato Proprietà dell'atomo Nome, simbolo, numero Potassio / Kalium (K), 19 Massa atomica (massa molare) 39.0983 (1) a. e.m. (g/mol) Configurazione elettronica 4s1 raggio dell'atomo 235 pm Proprietà chimiche raggio covalente 203 pm raggio ionico 133 pm elettronegatività 0,82 (scala di Pauling) Potenziale dell'elettrodo -2,92 V Stati di ossidazione 0; +1 Energia di ionizzazione (primo elettrone) 418,5 (4,34) kJ / mol (eV) Proprietà termodinamiche di una sostanza semplice Densità (al n.o.) 0,856 g/cm³ Temperatura di fusione 336,8 K; 63,65 °C Temperatura di ebollizione 1047K; 773,85 °C Ud. calore di fusione 2,33 kJ/mole Ud. calore di vaporizzazione 76,9 kJ/mole Capacità termica molare 29,6 J / (Kmol) Volume molare 45,3 cm³ / mol Reticolo cristallino di una sostanza semplice struttura reticolare Centrata sul corpo cubico Parametri del reticolo 5.332 punti Debye temperatura 100 K La struttura elettronica dell'atomo di potassio Il potassio ha un nucleo atomico caricato positivamente (+19). Nel mezzo di questo atomo ci sono 19 protoni e 19 neutroni, che sono circondati da quattro orbite, dove 19 elettroni sono in costante movimento. Gli elettroni sono distribuiti negli orbitali nel seguente ordine: 1S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 6 4S 1 . Al livello di energia esterno di un atomo di metallo, c'è solo 1 elettrone di valenza. Questo spiega il fatto che assolutamente in tutti i composti il ​​potassio ha una valenza di 1. A differenza del litio e del sodio, questo elettrone si trova a una distanza maggiore dal nucleo atomico. Questa è la ragione dell'aumento dell'attività chimica del potassio, cosa che non si può dire dei due metalli citati. Pertanto, il guscio elettronico esterno del potassio è rappresentato dalla seguente configurazione: Nonostante la presenza di posti vacanti 3 P- e 3 D-orbitali, non c'è stato eccitato. Consigliato da leggere Compresse Fusione di B&N Bank e MDM: ragioni, risultati Smartphone Zhk torre. Complesso residenziale "Ladya. 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