Карта сайта

Новая версия базы

Свойства вещества:

калий

Синонимы и иностранные названия:

Тип вещества:

Внешний вид:

Внешний вид при разных температурах:

Брутто-формула (по системе Хилла для органических веществ):

Формула в виде текста:

Молекулярная масса (в а.е.м.): 39,1

Температура плавления (в °C):

Температура кипения (в °C):

Температурные константы смесей (содержание в весовых процентах):

Растворимость (в г/100 г растворителя или характеристика):

Цвет растворов:

Плотность:

Некоторые числовые свойства вещества:

Нормативные документы, связанные с веществом:

• ПНД Ф № 14.1:2:4.135-98 издание 2005 г. "Методика выполнения измерений массовой концентрации металлов методом атомно-эмиссионной спектроскопии с индуктивно-связанной плазмой в питьевой, природной и сточной водах и атмосферных осадках." (Описание документа: Анализ вод методом ICP.)
  

Метод получения 1:

В 1 л четырехгорлой колбе кипятят смесь 31,1 г (1,278 моля) магниевых стружек, 61,2 г гидроксида калия (1,000 моля гидроксида калия, 0,278 моля воды) и 500 мл Shellsol D 70. При температуре 100-130 С начинается бурное выделение водорода (около 1 л/мин). 278 ммоля водорода выделяется в течение 1 часа. Выделение водорода сильно уменьшается к этому времени.

В кипящий раствор (около 200 С) медленно, по каплям, в течение 30 минут, добавляют раствор примерно 6,0 г (80 ммоль) трет-бутанола растворенного в 6 г Shellsol D 70. Выделяется 80 ммоля водорода. При постоянном перемешивании выделение водорода (всего 460 ммоль) и формированием металлического калия заканчивается примерно через 4 часа.

При перемешивании охлаждают смесь до 70 С, затем останавливают мешалку и охлаждение продолжают в атмосфере аргона. После охлаждения бесцветной реакционной смеси с магнием и калием на дне, растворитель отгоняют под вакуумом (1 торр) и фильтруют. К остатку приливают 200 мл 1,4-диоксана и нагревают до температуры 60-100 С. Калий всплывает и сливается в шарики при перемешивании смеси. Затем мешалку останавливают и охлаждают смесь. Калий отделяют, промывают диоксаном, плавят и переносят под вакуумом в колбу.

Выход 34,0 г (87% от теретического).

Диоксан отгоняют и используют повторно.

Метод получения 2:

Для получения чистого калия смешивают хромат калия с порошком металлического циркония (в массовом отношении 1:4). Смесь спрессовывают в виде палочек и нагревают в условиях высокого вакуума в кварцевой трубке (или другом подходящем приборе).

Реакция начинается спокойно при 725°С (700—800°С); далее температура повышается до 1000?С. Получающийся щелочной металл осаждается на холодных частях трубочки, образуя красивый зеркальный налет. Выход калия — 80%.

Метод получения 3:

Синтез под вакуумом. Если располагают установкой, не позволяющей работать при таких высоких температурах, которые требуются при восстановлении хроматов щелочных металлов, тогда в качестве исходных соединений используют дихроматы.

Готовят смесь дихромата калия и металлического циркония в отношении 1 : 10. Восстановление начинается уже при ~380°С (370—380°С) и протекает спокойно. Получают калий, не содержащие оксидов.

Метод получения 4:

Очень чистые щелочные металлы без примеси газов можно получить путем тщательно проведенного в высоком вакууме разложения азидов. Установка, в которой проводят разложение азидов, должна быть изготовленной из аппаратного (G20) или дюранового стекла, чтобы не происходило разъедания частей установки под действием образующихся щелочных металлов.

Для получения «физически чистого» щелочного металла все части установки спаивают; краны высоковакуумной части установки не следует смазывать. В других случаях, когда требования к чистоте получаемого металла не столь высоки, можно использовать в установке шлифовые соединения и краны; однако надо исключить контакт жидкого или газообразного щелочного металла со шлифами и с кранами.

Исходный азид калия прежде всего надо растереть в агатовой ступке в тонкий порошок, который затем помещают в реторту (примерно 10—12 г азида калия). Азид, занимающий четверть объема реторты, распределяют по ней равномерно. Затем реторту припаивают к другим частям установки; для обезгаживания установку откачивают с помощью форвакуумного насоса (например, стеклянного ртутного пароструйного насоса) при одновременном нагревании. Охлаждаемые ловушки до конца работы должны быть опущены в жидкий воздух. Реторту задвигают в электрическую печь и, непрерывно поддерживая в установке вакуум, выдерживают в течение 12 ч при 200°С. Присоединенная к установке разрядная трубка должна регистрировать хороший вакуум (отсутствие свечения). Затем печь нагревают до более высокой температуры, ртутный клапан закрывают, чтобы выделяющийся при разложении азида азот не захватил азид и не загрязнил им конденсирующийся в приемнике щелочной металл.

Азид плавится и разлагается соответственно при 343°С и 355°С. После начала разложения температуру регулируют таким образом, чтобы давление в установке не превышало 0,1 мм рт. ст. В случае внезапного повышения давления следует открыть кран на буферную емкость (~8-литровая колба), которая еще до начала разложения должна быть хорошо откачана (форвакуумный насос). По этой же причине следует обращать особое внимание на то, чтобы все трубки имели внутренний диаметр 12—16 мм. По достижении температуры разложения, само разложение может не начаться тотчас, а только через 3—4 ч. Поэтому нельзя допускать перегревания азида, так как это может повлечь за собой взрывоподобное разложение и вследствие этого — разрушение всей установки.

Конец разложения детектируется с помощью разрядной трубки (свободный газовый разряд отсутствует). При продолжающемся откачивании установки давление азота в ней уменьшается и щелочной металл перегоняется из реторты в приемник. Затем реторту и трубку, соединяющую приемник с форвакуумным насосом, отпаивают. Приводят в действие высоковакуумный насос (например, стеклянный ртутный диффузионный насос) и открывают ртутный клапан. Благодаря тому что высоковакуумный насос подключают к установке, предварительно откачанной форвакуумным насосом, а также используют хорошо вакуумированную буферную емкость, удается достичь остаточного давления менее 0,000 000 1 мм.рт.ст. При этом щелочной металл уже при слабом подогревании электрической печью перегоняется из приемника в приемник. Металл в приемнике расплавляют так, чтобы он стекал в ампулу, которую запаивают.

В наиболее благоприятных случаях получение щелочного металла по описанной методике продолжается 3—4 сут, в неблагоприятных (если давление в установке во время разложения азида не поднимается выше 0,1 мм.рт. ст.) — 6—8 сут. В последнем случае, однако, полученный щелочной металл совершенно не содержит газов и при нагревании такого металла в высоком вакууме не наблюдается повышения давления.

Остаток имеет светло-коричневый цвет и состоит в основном из нитрида с примесью силиката и неразложившегося азида.

Выход калия 80%.

Способы получения:

1. Термическим разложением смеси азидов калия и бария с последующей отгонкой образовавшегося калия. [Лит.]
   
2. Электролиз растворов солей калия в пиридине, диметилформамиде или ацетоне при температуре ниже 20 С. (выход 100%) [Лит.]
   
3. Сплавление фторида калия с карбидом кальция при 1000°С. [Лит.]
   
4. Калий может быть получен действием паров натрия на расплавленный гидроксид калия с последующей разгонкой натрий-калиевого сплава. [Лит.1]
   Na + KOH → K + NaOH
   
5. Калий может быть получен действием паров натрия на расплавленный хлорид калия с последующей разгонкой натрий-калиевого сплава. [Лит.1]
   Na + KCl → K + NaCl
   

Реакции вещества:

1. В жидком аммиаке реагирует с декакарбонилом димарганца давая пентакарбонилманганат(I) калия. [Лит.]
   2K + Mn₂(CO)₁₀ → KMn(CO)₅
   
2. В жидком аммиаке реагирует с тетрацианоникелатом(II) калия давая тетрацианоникелат(0) калия. [Лит.]
   2K + K₂[Ni(CN)₄] → K₄[Ni(CN)₄]
   
3. В жидком аммиаке реагирует с бромидом тетраамминплатины(II) давая тетраамминплатину(0). [Лит.]
   2K + [Pt(NH₃)₄]Br₂ → 2KBr + [Pt(NH₃)₄]
   
4. При прессовании с иодом может произойти взрыв. [Лит.]
   2K + I₂ → 2KI
   
5. При высокой температуре калий воспламеняется в угарном газе с образованием оксида калия и углерода. [Лит.]
   2K + CO → K₂O + C
   
6. Расплавленный калий реагирует с сероводородом с образованием сульфида калия и водорода. [Лит.]
   2K + H₂S → K₂S + H₂
   
7. Смесь калия с тетрахлорметаном по чувствительности превосходит гремучую ртуть в 150-200 раз. [Лит.]
8. Бурно реагирует с диметилсульфоксидом при комнатной температуре. [Лит.]
9. Реагирует с жидким безводным фтороводородом с воспламенением. [Лит.]
10. При нагревании загорается в хлороводороде, бромоводороде и иодоводороде. [Лит.]
11. Воспламеняется в атмосфере оксида азота(II) или оксида азота(IV) с образованием смеси нитрита и нитрата калия. [Лит.]
12. Детонирует при контакте с концентрированной азотной кислотой с образованием нитрата калия, оксида азота(II). [Лит.]
13. Детонирует при контакте с концентрированной серной кислотой с образованием сульфата калия, сульфида калия, диоксида серы, серы. [Лит.]
14. При высоких температурах восстанавливает сульфаты до сульфидов. [Лит.]
15. Реакция с диоксидом серы на холоду медленная. Расплавленный калий сгорает в атмосфере диоксида серы. [Лит.]
16. Энергично реагирует со спиртами с образованием алкоголятов. [Лит.]
17. При нагревании с фосфором образует фосфиды. [Лит.]
18. Воспламеняется в жидком гептафториде иода. [Лит.]
19. Взрывается при контакте с монохлоридом и трихлоридом иода. [Лит.]
20. Калий воспламеняется в атмосфере фтора и сгорает с образованием фторида калия. [Лит.1]
    2K + F₂ → 2KF
    
21. Расплавленный калий сгорает в хлоре с образованием хлорида калия. [Лит.1]
    2K + Cl₂ → 2KCl
    
22. С жидким бромом калий реагирует со взрывом с образованием бромида калия. С парами брома реакция идет спокойнее. [Лит.1]
    2K + Br₂ → 2KBr
    
23. При слабом нагревании калий реагирует с серой с образованием сульфида калия. [Лит.1]
    2K + S → K₂S
    
24. При нагревании калий реагирует с селеном с образованием селенида калия и полиселенидов калия. [Лит.1]
    2K + Se → K₂Se
    
25. При нагревании калий реагирует с теллуром с образованием теллурида калия. [Лит.1]
    2K + Te → K₂Te
    
26. При окислении или горении калия при избытке кислорода или воздуха при 75-300 С образуется надпероксид калия. [Лит.1]
    K + O₂ → KO₂
    
27. Калий при 200-400 С реагирует с водородом с образованием гидрида калия. Для большего выхода гидрида калия реакция проводится в избытке водорода при температуре не выше 350 С. [Лит.1]
    2K + H₂ → 2KH
    
28. Калий энергично реагирует с водой, даже при низких температурах (-100 С), с образованием гидроксида калия и водорода. Калий при комнатной температуре воспламеняется и взрывается с водой. Калий сгорает ярким пламенем на льду. [Лит.1]
    2K + 2H₂O → 2KOH + H₂
    
29. Калий реагирует с расплавленным мышьяком с образованием арсенида калия. [Лит.1]
    3K + As → K₃As
    
30. Калий при 300 С поглощается графитом с образованием соединения включения калий - графит (1/8). [Лит.1]
    K + 8C → KC₈
    
31. Калий при 360 С поглощается графитом с образованием соединения включения калий - графит (1/16). [Лит.1]
    K + 16C → KC₁₆
    
32. При 500-600 С калий реагирует с этиленом с образованием карбида калия и водорода. [Лит.1]
    2K + C₂H₄ → K₂C₂ + 2H₂
    
33. При длительном стоянии раствора калия в жидком аммиаке происходит реакция с образованием амида калия и водорода. Реакция ускоряется в присутствии платины, триоксида железа. [Лит.1]
    2K + 2NH₃ → 2KNH₂ + H₂
    
34. При нагревании калий реагирует с анилином с образованием фениламида калия. [Лит.1]
    2C₆H₅NH₂ + 2K → 2C₆H₅NHK + H₂
    
35. Калий реагирует с азотом в электрическом разряде с образованием нитрида калия и азида калия. [Лит.1]
36. Калий воспламеняется при реакции с 35% серной кислотой даже при -68 С. [Лит.1]
37. Реакция калия с ацетиленом начинается уже на холоду, при длительном воздействии образуется ацетиленид монокалия. [Лит.1]
    2K + 2C₂H₂ → 2KHC₂ + H₂
    
38. Расплавленный калий практически сгорает в ацетилене с образованием карбида калия. [Лит.1]

Реакции, в которых вещество не участвует:

1. Калий практически не взаимодействует при обычных условиях с алканами и аренами. Поэтому его часто сохраняют под слоем бензина, керосина или минерального масла для предохранения от окисления. Расплавленный калий можно изолировать от воздуха слоем минерального масла или парафина. [Лит.1]
2. При небольшом нагревании калий не реагирует с водородом. Его можно расплавить в атмосфере водорода без заметной реакции. [Лит.1]
3. Калий с жидким хлором практически не взаимодействует, слабо реагирует с сухим хлором давая на поверхности пурпурный слой. [Лит.1]
4. Калий не реагирует с азотом даже под давлением и при нагревании до высоких температур. [Лит.1]
5. Калий не реагирует с бором даже при высоких температурах. [Лит.1]
6. При комнатной температуре калий не реагирует с угарным и углекислым газами. [Лит.1]

Периоды полураспада:

Давление паров (в мм рт.ст.):

Свойства растворов:

Стандартный электродный потенциал:

Динамическая вязкость жидкостей и газов (в мПа·с):

Стандартная энтальпия образования ΔH (298 К, кДж/моль):

Стандартная энергия Гиббса образования ΔG (298 К, кДж/моль):

Стандартная энтропия вещества S (298 К, Дж/(моль·K)):

Стандартная мольная теплоемкость C_p (298 К, Дж/(моль·K)):

Энтальпия плавления ΔH_пл (кДж/моль):

Энтальпия кипения ΔH_кип (кДж/моль):

Стандартная энтальпия образования ΔH (298 К, кДж/моль):

Стандартная энергия Гиббса образования ΔG (298 К, кДж/моль):

Стандартная энтропия вещества S (298 К, Дж/(моль·K)):

Стандартная мольная теплоемкость C_p (298 К, Дж/(моль·K)):

Природные и антропогенные источники:

Распространенность элемента в земной коре 1,84%. В природе встречается только в виде соединений.

Анализ вещества:

Соли калия окрашивают пламя в фиолетовый цвет (на фото).

Дополнительная информация::

Электронная конфигурация атома 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹.

С натрием образует эвтектический сплав (76% калия и 24% натрия) с температурой плавления = -12,6 С, который применяется как жидкий теплоноситель в ядерных реакторах и как реагент в органических синтезах. Тройной сплав 47% калия, 41% цезия и 12% натрия имеет самую низкую температуру плавления для металлических систем, равную -78 С.

Раствор калия в жидком аммиаке восстанавливает алкены до алканов, закись азота до азота, цианаты до цианидов; вытесняет водород из алкинов, германа, солей аммония, арсина, спиртов; разлагает органические сульфиды до меркаптидов и алканов, дигерман до KGeH3, C6H5NHNH2 до C6H5NHK и KNH2, C6H5NO до C6H5NK-OK, серу до полисульфидов, этилбромид до этана.

С кислородом образует оксиды и пероксиды. При нагревании с фосфором образуются фосфиды K3P, K2P5 и KP5.

Газообразные HCl, HBr и HI медленно реагируют с калием при комнатной температуре и поджигают расплавленный калий. Калий реагирует с окислами азота. При высоких температурах восстанавливает сульфаты до сульфидов. При комнатной температуре не реагирует с CO, но при нагревании калий воспламеняется и образуются оксид калия и углерод; при эквимолярном соотношении CO и K можно получить "карбонилы" калия K2C2O2 и K6C6O6. Пары калия разрушают стекло. Выше 800 С калий действует на изделия из оксида алюминия. Окись циркония устойчива к действию калия.

При комнатной температуре калий не реагирует с ксилолом, толуолом. Калий вызывает полимеризацию олефиновых углеводородов. Галогенпроизводные в смеси с калием дают взрывчатые смеси.

Источники информации:

1. Seidell A. Solubilities of inorganic and metal organic compounds. - 3ed., vol.1. - New York: D. Van Nostrand Company, 1940. - С. 682
   
2. Алабышев А.Ф., Грачев К.Я., Зарецкий С.А., Лантратов М.Ф. Натрий и калий (получение, свойства и применение). - Л.: ГНТИХЛ, 1959. - С. 261-379
   
3. Герасимов Я.И., Древинг В.П., Еремин Е.Н.. Киселев А.В., Лебедев В.П., Панченков Г.М., Шлыгин А.И. Курс физической химии. - Т.2. - М.: Химия, 1973. - С. 528
   
4. Гринвуд Н., Эрншо А. Химия элементов. - Т.1. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2008. - С. 75, 81, 83
   
5. Гурвич Я.А. Справочник молодого аппаратчика-химика. - М.: Химия, 1991. - С. 50
   
6. Карапетьянц М.Х., Дракин С.И. Общая и неорганическая химия. - М.: Химия, 1981. - С. 307
   
7. Коровин Н.В., Масленникова Г.Н., Мингулина Э.И., Филиппов Э.Л. Курс общей химии. - М.: Высшая школа, 1990. - С. 260
   
8. Неорганические синтезы. - Сб. 1. - М.: ИИЛ, 1951. - С. 10
   
9. Рабинович В.А., Хавин З.Я. Краткий химический справочник. - Л.: Химия, 1977. - С. 67
   
10. Свойства элементов. - под общей редакцией Дрица М.Е. - М.: Металлургия, 1985. - С. 42-49
    
11. Справочник по растворимости. - Т.1, Кн.1. - М.-Л.: ИАН СССР, 1961. - С. 591
    
12. Энциклопедия для детей. - Т.17: Химия. - М.: Аванта+, 2004. - С. 186
    

• Написать вопрос на форум сайта (требуется зарегистрироваться на форуме). Там вам ответят или подскажут где вы ошиблись в запросе.
• Отправить пожелания для базы данных (анонимно).