Kenmerken van kalium. Kalium structuur. Kaliumverbindingen

Dit artikel zal kalium karakteriseren metstandpunt van fysica en chemie. De eerste van deze wetenschappen bestudeert de mechanische en externe eigenschappen van stoffen. En de tweede, hun interactie met elkaar, is chemie. Kalium is het negentiende element in het periodiek systeem. Het behoort tot alkalimetalen. Dit artikel gaat in op de elektronische formule van kalium en zijn gedrag met andere stoffen, enz. Dit is een van de meest actieve metalen. De wetenschap die deze en andere elementen bestudeert, is scheikunde. Graad 8 voorziet in de studie van anorganische stoffen en hun eigenschappen. Daarom zal dit artikel nuttig zijn voor schoolkinderen. Dus laten we beginnen.

Karakterisering van kalium vanuit het oogpunt van fysica

Dit is een simpele stof die normaal gesprokencondities is in een solide staat van aggregatie. Het smeltpunt is drieënzestig graden Celsius. Dit metaal kookt als de temperatuur zevenhonderdeenenzestig graden Celsius bereikt. De betreffende stof heeft een zilverwitte kleur. Heeft een metaalachtige glans.

De dichtheid van kalium is zesentachtighonderdsten van een gram per kubieke centimeter. Het is een heel licht metaal. De formule van kalium is heel eenvoudig - het vormt geen moleculen. Deze stof bestaat uit atomen die dicht bij elkaar liggen en een kristalrooster hebben. De atoommassa van kalium is negenendertig gram per mol. De hardheid is erg laag - het kan gemakkelijk met een mes worden gesneden, zoals kaas.

Kalium en chemie

Laten we beginnen met het feit dat kalium een ​​chemisch element is,die een zeer hoge chemische activiteit heeft. Je kunt het zelfs niet buiten bewaren, omdat het onmiddellijk begint te reageren met de stoffen eromheen. Kalium is een chemisch element dat tot de eerste groep en de vierde periode van het periodiek systeem behoort. Het heeft alle eigenschappen die kenmerkend zijn voor metalen.

Interactie met eenvoudige stoffen

Waaronder:zuurstof, stikstof, zwavel, fosfor, halogenen (jodium, fluor, chloor, broom). Laten we de interactie van kalium met elk van hen op volgorde bekijken. Deze reactie met zuurstof wordt oxidatie genoemd. Tijdens deze chemische reactie worden kalium en zuurstof verbruikt in een molaire verhouding van vier delen op één, wat resulteert in de vorming van een oxide van het metaal in kwestie in een hoeveelheid van twee delen. Deze interactie kan worden uitgedrukt met behulp van de volgende reactievergelijking: 4K + O2 = 2K2O. Wanneer kalium verbrandt, kan een heldere violette vlam worden waargenomen.

Daarom wordt deze reactie als kwalitatief beschouwdbepaling van kalium. Reacties met halogenen worden genoemd naar de namen van deze chemische elementen: jodering, fluorering, chlorering, bromering. Deze interacties kunnen additiereacties worden genoemd, omdat de atomen van twee verschillende stoffen samengaan tot één. Een voorbeeld van een dergelijk proces is de reactie tussen kalium en chloor, waardoor chloride van het betreffende metaal ontstaat. Om deze interactie uit te voeren, moet u deze twee componenten nemen: twee mol van de eerste en een van de tweede. Als resultaat worden twee mol kaliumverbinding gevormd. Deze reactie wordt uitgedrukt door de volgende vergelijking: 2K + CІ2 = 2KSI. Kalium kan verbindingen vormen met stikstof wanneer het in de open lucht wordt verbrand. Tijdens deze reactie worden het metaal en de stikstof in kwestie verbruikt in een molaire verhouding van zes delen op één, als gevolg van deze interactie wordt kaliumnitride gevormd in een hoeveelheid van twee delen. Dit kan worden weergegeven in de vorm van de volgende vergelijking: 6K + N2 = 2K3N. Deze verbinding is groen-zwarte kristallen. Het betreffende metaal reageert volgens hetzelfde principe met fosfor. Als we drie mol kalium en één mol fosfor nemen, krijgen we één mol fosfide. Deze chemische interactie kan worden geschreven in de vorm van de volgende reactievergelijking: 3K + P = K3R. Bovendien kan kalium reageren met waterstof om een ​​hydride te vormen. Als voorbeeld kan de volgende vergelijking worden gegeven: 2K + H2 = 2KH. Alle additiereacties treden alleen op bij hoge temperaturen.

Interactie met complexe stoffen

Karakterisering van kalium in termen van chemievoorziet in de overweging van dit onderwerp. Complexe stoffen waarmee kalium kan reageren, zijn onder meer water, zuren, zouten, oxiden. Het metaal in kwestie reageert met allemaal op verschillende manieren.

Kalium en water

Dit chemische element reageert er heftig mee.Dit produceert zowel hydroxide als waterstof. Als we twee mol kalium en water nemen, krijgen we dezelfde hoeveelheid kaliumhydroxide en één mol waterstof. Deze chemische interactie kan worden uitgedrukt met behulp van de volgende vergelijking: 2K + 2H2O = 2KOH = H2.

Reacties met zuren

Omdat kalium een ​​actief metaal is, kan het gemakkelijk zijnverdringt waterstofatomen uit hun verbindingen. Een voorbeeld is de reactie die optreedt tussen de betreffende stof en zoutzuur. Om het uit te voeren, moet u twee mol kalium nemen, evenals zuur in dezelfde hoeveelheid. Als gevolg hiervan wordt kaliumchloride gevormd - twee mol en waterstof - één mol. Dit proces kan worden geschreven met de volgende vergelijking: 2K + 2HCI = 2KSI + H2.

Kalium en oxiden

Met deze groep anorganische stoffenhet metaal in kwestie reageert alleen met aanzienlijke verwarming. Als het metaalatoom van het oxide passiever is dan degene waarover we het in dit artikel hebben, treedt in feite een uitwisselingsreactie op. Als u bijvoorbeeld twee mol kalium en één mol cuprumoxide neemt, kan als resultaat van hun interactie één mol oxide van het betreffende chemische element en pure cuprum worden verkregen. Dit kan worden weergegeven in de vorm van deze vergelijking: 2K + CuO = K2O + Cu. Dit is waar de sterk reducerende eigenschappen van kalium binnenkomen.

Interactie met bases

Kalium kan reageren met hydroxidenmetalen die er rechts van zijn in de elektrochemische reeks van activiteit. In dit geval komen de herstellende eigenschappen ook tot uiting. Als we bijvoorbeeld twee mol kalium en één mol bariumhydroxide nemen, krijgen we als resultaat van de substitutiereactie stoffen zoals kaliumhydroxide in een hoeveelheid van twee mol en puur barium (één mol) - het zal neerslaan. De gepresenteerde chemische interactie kan worden weergegeven als de volgende vergelijking: 2K + Ba (OH) 2 = 2KOH + Ba.

Reacties met zouten

In dit geval vertoont kalium nog steeds zijneigenschappen als een sterk reductiemiddel. Door atomen van chemisch meer passieve elementen te vervangen, kunt u puur metaal krijgen. Als we bijvoorbeeld twee mol van drie mol kalium aan aluminiumchloride toevoegen, krijgen we als resultaat van deze reactie drie mol kaliumchloride en twee mol aluminium. Dit proces kan als volgt worden uitgedrukt met behulp van de vergelijking: 3К + 2АІСІ3 = 3КСІ2 + 2АІ.

Reacties met vetten

Als je kalium aan een organisch product toevoegtstof van deze groep, zal het ook een van de waterstofatomen verdringen. Wanneer bijvoorbeeld stearine wordt gemengd met het metaal in kwestie, worden kaliumstearaat en waterstof gevormd. De resulterende substantie wordt gebruikt om vloeibare zeep te maken. Dit is waar de karakterisering van kalium en zijn interacties met andere stoffen eindigt.

Gebruik van kalium en kaliumverbindingen

Zoals alle metalen die hierbij in aanmerking worden genomenhet artikel is nodig voor veel processen in de industrie. Kalium wordt voornamelijk gebruikt in de chemische industrie. Vanwege zijn hoge chemische activiteit, uitgesproken alkalimetaal en reducerende eigenschappen, wordt het gebruikt als reagens voor veel interacties en voor de productie van verschillende stoffen. Daarnaast worden kaliumhoudende legeringen gebruikt als koelmiddel in kernreactoren. Ook vindt het metaal dat in dit artikel wordt besproken, zijn toepassing in de elektrotechniek. Naast al het bovenstaande is het een van de belangrijkste componenten van plantenmeststoffen. Bovendien worden de verbindingen ervan in een groot aantal verschillende industrieën gebruikt. In de goudwinning wordt dus kaliumcyanide gebruikt, dat dient als reagens voor de extractie van waardevolle metalen uit ertsen. Kaliumcarbonaat wordt gebruikt bij de glasproductie. Fosfaten van het betreffende chemische element zijn componenten van allerlei reinigingsmiddelen en poeders. Het chloraat van dit metaal is aanwezig in de lucifers. Bij de vervaardiging van films voor oude camera's werd het bromide van het betreffende element gebruikt. Zoals u al weet, kan het worden verkregen door bromering van kalium bij hoge temperatuur. In de geneeskunde wordt het chloride van dit chemische element gebruikt. Bij het maken van zeep - stearaat en andere derivaten van vetten.

Het betreffende metaal verkrijgen

Tegenwoordig wordt kalium in laboratoria per twee gewonnenop de belangrijkste manieren. De eerste is de reductie van hydroxide met natrium, dat zelfs chemisch actiever is dan kalium. En de tweede is om het uit chloride te halen, ook met behulp van natrium. Als u dezelfde hoeveelheid natrium toevoegt aan één mol kaliumhydroxide, wordt één mol natriumalkali en één mol zuiver kalium gevormd. De vergelijking voor deze reactie is als volgt: KOH + Na = NaOH + K. Om het tweede type reactie uit te voeren, moet je het chloride van het metaal in kwestie en natrium in gelijke molaire verhoudingen mengen. Hierdoor worden stoffen als keukenzout en kalium in dezelfde verhouding gevormd. Deze chemische interactie kan worden uitgedrukt met behulp van de volgende reactievergelijking: KCl + Na = NaCl + K.

Kalium structuur

Het atoom van een bepaald chemisch element, zoals allede rest bestaat uit een kern, die protonen en neutronen bevat, evenals elektronen die eromheen draaien. Het aantal elektronen is altijd gelijk aan het aantal protonen dat zich in de kern bevindt. Als een elektron wordt losgemaakt of aan een atoom is gehecht, is het niet meer neutraal en verandert het in een ion. Ze zijn van twee soorten: kationen en anionen. De eerste hebben een positieve lading, terwijl de laatste negatief zijn. Als een elektron aan een atoom is gehecht, verandert het in een anion, maar als een van de elektronen zijn baan verlaat, wordt een neutraal atoom een ​​kation. Omdat het rangtelwoord van kalium volgens het periodiek systeem negentien is, is het aantal protonen in de kern van dit chemische element hetzelfde. Daarom kunnen we concluderen dat er negentien elektronen rond de kern zijn. Het aantal protonen dat in de structuur van een atoom zit, kan worden bepaald door het rangtelwoord van een chemisch element af te trekken van de atoommassa. We kunnen dus concluderen dat er twintig protonen in de kaliumkern zitten. Omdat het metaal dat in dit artikel wordt besproken, tot de vierde periode behoort, heeft het vier banen waarin elektronen gelijkmatig zijn gelokaliseerd, die de hele tijd in beweging zijn. Het kaliumschema ziet er als volgt uit: er zijn twee elektronen in de eerste baan en acht in de tweede; evenals op de derde, in de laatste, vierde baan draait slechts één elektron. Dit verklaart het hoge niveau van chemische activiteit van dit metaal - zijn laatste baan is niet volledig gevuld, dus het heeft de neiging om te combineren met sommige andere atomen, waardoor hun elektronen van de laatste banen gewoon zullen worden.

Waar vind je dit element in de natuur?

Omdat het een extreem hogechemische activiteit, dan is het op de planeet nergens in zijn pure vorm te vinden. Het is alleen te zien in verschillende verbindingen. De massafractie kalium in de aardkorst is 2,4 procent. De meest voorkomende mineralen die kalium bevatten, zijn salviniet en carnalliet. De eerste heeft de volgende chemische formule: NaCl • KCl. Het heeft een bonte kleur en bestaat uit vele kristallen van verschillende kleuren. Afhankelijk van de verhouding kalium- en natriumchloride, evenals de aanwezigheid van onzuiverheden, kan het rode, blauwe, roze, oranje componenten bevatten. Het tweede mineraal - carnalliet - ziet eruit als transparante, lichtblauwe, lichtroze of lichtgele kristallen. De chemische formule ziet er als volgt uit: KCl • MgCl2 • 6H2O. Het is een kristallijn hydraat.

De rol van kalium in het lichaam, symptomen van tekort en overmaat

Samen met natrium houdt het water-zout in standcelbalans. Hij neemt ook deel aan de overdracht van zenuwimpulsen tussen membranen. Bovendien reguleert het het zuur-base-evenwicht in de cel en door het hele lichaam als geheel. Het neemt deel aan metabolische processen, gaat het optreden van oedeem tegen, maakt deel uit van het cytoplasma - ongeveer vijftig procent ervan - het zout van het metaal in kwestie. De belangrijkste tekenen dat het lichaam niet genoeg kalium heeft, zijn zwelling, het optreden van een ziekte zoals waterzucht, prikkelbaarheid en stoornissen in de werking van het zenuwstelsel, remming van de reactie en geheugenstoornissen.

Bovendien een onvoldoende hoeveelheid hiervansporenelement heeft een negatieve invloed op het cardiovasculaire en spierstelsel. Een langdurig tekort aan kalium kan een hartaanval of beroerte veroorzaken. Maar door een teveel aan kalium in het lichaam kan een zweer in de dunne darm ontstaan. Om uw dieet in evenwicht te houden, zodat u de juiste hoeveelheid kalium binnenkrijgt, moet u weten welke voedingsmiddelen het bevatten.

Voedingsmiddelen rijk aan deze micronutriënt

Allereerst zijn dit noten zoals cashewnoten,walnoten, hazelnoten, pinda's, amandelen. Ook wordt een grote hoeveelheid ervan in aardappelen aangetroffen. Bovendien wordt kalium aangetroffen in gedroogd fruit zoals rozijnen, gedroogde abrikozen en pruimen. Pijnboompitten zijn ook rijk aan dit element. Ook wordt de hoge concentratie waargenomen in peulvruchten: bonen, erwten, linzen. Zeewier is ook rijk aan dit chemische element. Andere voedingsmiddelen met een hoog gehalte aan dit element zijn groene thee en cacao. Bovendien wordt het in hoge concentraties aangetroffen in veel fruit zoals avocado's, bananen, perziken, sinaasappels, grapefruits, appels. Veel granen zijn rijk aan het betreffende sporenelement. Dit is voornamelijk gerst, maar ook tarwe en boekweit. Peterselie en spruitjes bevatten ook veel kalium. Het wordt ook aangetroffen in wortelen en meloenen. Uien en knoflook bevatten een aanzienlijke hoeveelheid van het beschouwde chemische element. Kippeneieren, melk en kaas bevatten ook veel kalium. Het dagelijkse tarief van dit chemische element voor de gemiddelde persoon is van drie tot vijf gram.

conclusie

Na het lezen van dit artikel kunnen we dat concluderenkalium is een uiterst belangrijk chemisch element. Het is vereist voor de synthese van veel verbindingen in de chemische industrie. Het wordt ook in veel andere industrieën gebruikt. Het is ook erg belangrijk voor het menselijk lichaam, daarom moet het regelmatig en in de vereiste hoeveelheid daar met voedsel naartoe gaan.