Калий

Еда с высоким содержанием рассматриваемого микроэлемента

Прежде всего, это орехи, такие как кешью, грецкие, фундук, арахис, миндаль. Также большое его количество находится в картошке. Кроме того, калий содержится в сухофруктах, таких как изюм, курага, чернослив. Данным элементом богаты и кедровые орешки. Также высокая его концентрация наблюдается в бобовых: фасоли, горохе, чечевице. Морская капуста также богата данным химическим элементом. Еще одними продуктами, содержащими данный элемент в большом количестве, являются зеленый чай и какао. Кроме того, в высокой концентрации он находится и во многих фруктах, таких как авокадо, бананы, персики, апельсины, грейпфруты, яблоки. Многие крупы богаты рассматриваемым микроэлементом. Это прежде всего перловка, а также пшеничная и гречневая крупа. В петрушке и брюссельской капусте тоже есть много калия. Кроме того, он содержится в моркови и дыне. Лук и чеснок обладают немалым количеством рассматриваемого химического элемента. Куриные яйца, молоко и сыр также отличаются высоким содержанием в них калия. Суточная норма данного химического элемента для среднестатистического человека составляет от трех до пяти граммов.

Где используют калий

Как и любой металл, калий очень востребован в промышленной индустрии. Благодаря своим сильным восстановительным свойствам и высокой реактивности его используют в следующих сферах:

• в качестве реагента в химической промышленности;
• сплавы с большим содержанием элемента используют для разработки ядерных реакторов;
• цианид калия используют на рудниках. Там он используется в качестве химического реактива для вытеснения драгоценных металлов из руды.
• является основой для производства удобрений;
• средняя соль калия и угольной кислоты используется в производстве стекла. Его активно используют для выдувания хрусталя, и производства высокоточной оптики.
• калий является одной из составляющих чистящих веществ и стиральных средств;
• хлорат калия используют для изготовления спичек;
• калия хлорид используется в пищевой промышленности в качестве эмульгатора;
• стеарат данного элемента применяется в мыловарении. Он является основой для изготовления жидкого мыла.

K и растения

Калий участвует во многих физиологических процессах в растении: рост и размножение, транспорт веществ, передача сигналов и импульсов, поддержание тургора. Поэтому при возникновении дефицита калия в организме растения нарушаются процессы жизнедеятельности, снижается продуктивность культур и ухудшается качество урожая.

Соя 8%

Соя

• Дефицит калия в растении сои приводит к пожелтению листьев, при этом центр и основание листа остаются зелеными
• При долгосрочном дефиците калия листья сои приобретают форму рыбьего скелета и если недостаток калия не будет восполнен, то листья растения отмирают

Рис 13%

Рис

• Недостаток калия в рисовой культуре приводит к формированию низкорослых растений с недоразвитым зерном, с темно-зелеными листьями и короткими тонкими стеблями, ржаво-коричневыми пятнами на концах листьев, которые в дальнейшем распространяются на весь лист, а также начинается сильная гниль корней
• В условиях повышенных температур и низкой влажности недостаток калия приводит к преждевременной гибели взрослых листьев

Пшеница 6%

Пшеница

• При нехватке калия в растении пшеницы снижается уровень основных ростовых гормонов в клетках
• Как и в других зерновых культурах, недостаток калия в пшенице часто приводит к ослаблению стебля, что может привести к полеганию посевов и потере урожая

Кукуруза 14%

Кукуруза

• При недостатке калия в почве замедляется рост кукурузы, стебли и корни растения слабеют, становятся непрочными, в результате кукуруза приобретает склонность к полеганию
• Листья растений кукурузы, подверженных дефициту калия, обесцвечиваются и отмирают
• Недостаточное обеспечение кукурузы калием приводит к формированию низкокачественного зерна
• Потребность кукурузы в азоте тесно связана с уровнем калия в почве

Хлопок 2%

Масличная пальма

• Продолжительное калийное голодание приводит к резкому снижению урожая и ухудшению здоровья растения
• При возникновение дефицита калия листья масличной пальмы покроется светло-зелеными пятнами, которые вскоре приобретают желто-оранжевую окраску. Позже листья полностью высыхают

Фрукты и овощи 22%

Фрукты и овощи

• Бедное снабжение калием приводит к укорачиванию периода хранения фруктов и овощей
• При дефиците калия плоды цитрусовых имеют толстую кожуру, снижается уровень накопленных витаминов и сахаров, плоды не сочные
• Листья большинства овощей становятся сухими и отпадают

Прочие 23%

Прочие

• Дефицит калия в хлопке отражается на листьях растения: на них формируется желтые точки, центр листовой пластинки отмирает, а по краям образуется коричневые пятна, верхушки и края загибаются вниз; в конечном итоге листья становятся красновато-коричневыми и сухими, а затем опадают при этом хлопковые шарики неправильно развиваются и имеют плохое качество
• Один из наиболее очевидных признаков нехватки калия в растениях картофеля – замедление роста, отсутствие цветения и голубовато-зеленая окраска листьев. При обострении калийного голодания растения укорачиваются, листья поникают и становятся желтыми, и в итоге покрываются некротическими пятнами. Ситуацию можно улучшить внесением калийных удобрений. Чипсы, изготовленные из картофеля, выращенного с обильным применением калийных удобрений, имеют золотистый оттенок
• При возникновении дефицита калия стебли растений подсолнечника становятся хрупкими и тонкими. Недостаточное питание калием способствует формированию зерна с небольшим содержанием масла; снижается урожай подсолнечника, а также изменяется уровень содержания насыщенных и ненасыщенных жирных кислот. На бедных калием почвах рост растений затруднен. Молодые листья развиваются в плотных розетках и в конечном итоге развиваются в коричневые омертвевшие «лоскутки»

Биологическая роль металла

Растения, высаженные в бедную калием почву, чахнут, плохо плодоносят. Не меньшее значение имеет микроэлемент для человека.

Жизненные процессы

В организме человека действует связка калий-натрий.

Она контролирует следующие процессы:

• Нормализация кислотно-щелочного, водного баланса, сердечного ритма.
• Содействие появлению мембранного потенциала, работе мышц.
• Поддержание кондиций крови.

Плюс активация ферментов.

Суточная потребность

Суточная норма микроэлемента (г):

• Дети – 0,61 – 1,72.
• Взрослые – 1,82 – 5,1.

Потребность в калии увеличивается при обезвоживании организма (расстройство ЖКТ, рвота, прием мочегонных препаратов, потение).

Питание

Калий поступает в организм с пищей.

Основные поставщики микроэлемента:

• Печень, рыба.
• Бобовые.
• Картофель.
• Молоко.
• Брокколи.
• Цитрусовые, виноград, курага, финики, дыня.

Калием насыщены экзотичные фрукты – помело, киви, авокадо, бананы. Он есть в ореховом масле.

История – краткая справка

Свое название калий получил от арабского слова «аль-кали» (القَلْيَه‎).

В XI веке одну из форм К (карбонат калия), или «поташ», использовали в качестве моющего средства. Добывали же его из золы, образованной при сжигании древесины и соломы. После обрабатывали водой, получая щёлок, фильтровали и выпаривали. Сухой остаток помимо карбоната, содержал в себе соду, хлорид (KCl) и сульфат калия (K₂SO₄). Подобное производство было известно и в XVII веке, из-за чего Петр I для сбережения леса запретил под страхом вечной ссылки использовать лес для сжигания. При этом, для изготовления поташа сжигали старую древесину, сучки и другое вторичное сырье.

Чистый калий в виде металла впервые выделил английский химик Гемфри Дэви (Humphry Davy), который сделал это с помощью проведения электролиза на ртутном катоде влажного едкого кали (KOH). При этом ученый получил амальгаму калия, очистив от ртути которую было получено чистый металл К. Полученное вещество сэр Г.Дэви назвал – «Потасий» (лат. Potasium), до сих пор используемое в английском, испанском, французском и других европейских языках. Данная работа была описана в Бейкеровской лекции, опубликованной 19 ноября 1807 г. Кстати, именно Г.Дэви получил в металлической форме и другие химические элементы – магний, кальций, натрий, барий, литий и стронций.

Примерно через год, в 1808 г, выделение К путем прокаливания KOH с углём получилось у других ученых — Л.Тенара и Гей-Люссака.

Современное название «Калий» (лат. Kalium, К) предложил использовать Л.В. Гильберт в 1809 г., которое вошло в обиход сперва в немецком языке, а после перекочевало в страны Северо-Восточной Европы, и как мы видим, победило среди большинства ученых.

Свойства калия (таблица): температура, плотность, давление и пр.:

Подробные сведения на сайте ChemicalStudy.ru

100	Общие сведения
101	Название	Калий
102	Прежнее название
103	Латинское название	Kalium
104	Английское название	Potassium
105	Символ	K
106	Атомный номер (номер в таблице)	19
107	Тип	Металл
108	Группа	Щелочной металл
109	Открыт	Хемфри Дэви, Великобритания, 1807 г.
110	Год открытия	1807 г.
111	Внешний вид и пр.	Мягкий, серебристо-белый металл
112	Происхождение	Природный материал
113	Модификации
114	Аллотропные модификации
115	Температура и иные условия перехода аллотропных модификаций друг в друга
116	Конденсат Бозе-Эйнштейна	39K, 41K
117	Двумерные материалы
118	Содержание в атмосфере и воздухе (по массе)	0 %
119	Содержание в земной коре (по массе)	1,5 %
120	Содержание в морях и океанах (по массе)	0,042 %
121	Содержание во Вселенной и космосе (по массе)	0,0003 %
122	Содержание в Солнце (по массе)	0,0004 %
123	Содержание в метеоритах (по массе)	0,07 %
124	Содержание в организме человека (по массе)	0,2 %
200	Свойства атома
201	Атомная масса (молярная масса)	39,0983(1) а. е. м. (г/моль)
202	Электронная конфигурация	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1
203	Электронная оболочка	K2 L8 M8 N1 O0 P0 Q0 R0
204	Радиус атома (вычисленный)	243 пм
205	Эмпирический радиус атома*	220 пм
206	Ковалентный радиус*	203 пм
207	Радиус иона (кристаллический)	K+ 151 (4) пм, 152 (6) пм, 165 (8) пм, 178 (12) пм (в скобках указано координационное число – характеристика, которая определяет число ближайших частиц (ионов или атомов) в молекуле или кристалле)
208	Радиус Ван-дер-Ваальса	275 пм
209	Электроны, Протоны, Нейтроны	19 электронов, 19 протонов, 20 нейтронов
210	Семейство (блок)	элемент s-семейства
211	Период в периодической таблице	4
212	Группа в периодической таблице	1-ая группа (по старой классификации – главная подгруппа 1-ой группы)
213	Эмиссионный спектр излучения
300	Химические свойства
301	Степени окисления	-1, 0, +1
302	Валентность	I
303	Электроотрицательность	0,82 (шкала Полинга)
304	Энергия ионизации (первый электрон)	418,81 кДж/моль (4,34066369(9) эВ)
305	Электродный потенциал	K+ + e– → K, Eo = -2,924 В
306	Энергия сродства атома к электрону	42,4 кДж/моль
400	Физические свойства
401	Плотность*	0,862 г/см3 (при 20 °C и иных стандартных условиях, состояние вещества – твердое тело), 0,828 г/см3 (при температуре плавления 63,5 °C и иных стандартных условиях, состояние вещества – жидкость)
402	Температура плавления*	63,5 °C (336,7 K, 146,3 °F)
403	Температура кипения*	759 °C (1032 K, 1398 °F)
404	Температура сублимации
405	Температура разложения
406	Температура самовоспламенения смеси газа с воздухом
407	Удельная теплота плавления (энтальпия плавления ΔHпл)*	2,33 кДж/моль
408	Удельная теплота испарения (энтальпия кипения ΔHкип)*	76,9 кДж/моль
409	Удельная теплоемкость при постоянном давлении
410	Молярная теплоёмкость	29,6 Дж/(K·моль)
411	Молярный объём	45,3 см³/моль
412	Теплопроводность	102,5 Вт/(м·К) (при стандартных условиях), 79,0 Вт/(м·К) (при 300 K)
500	Кристаллическая решётка
511	Кристаллическая решётка #1
512	Структура решётки	Кубическая объёмно-центрированная
513	Параметры решётки	5,332 Å
514	Отношение c/a
515	Температура Дебая	100 К
516	Название пространственной группы симметрии	Im_ 3m
517	Номер пространственной группы симметрии	229
900	Дополнительные сведения
901	Номер CAS	7440-09-7

Примечание:

205* Эмпирический радиус атома калия согласно и составляет 227 пм и 235 пм соответственно.

206* Ковалентный радиус калия согласно составляет 203±12 пм.

401* Плотность калия согласно составляет 0,856 г/см3 (при 0 °C и иных стандартных условиях, состояние вещества – твердое тело), согласно 0,826 г/см3 (при 64 °C и иных стандартных условиях, состояние вещества – жидкость).

402* Температура плавления калия согласно и составляет 63,65 °C (336,8 K, 146,57 °F) и 63,55 °C (336,7 K, 146,39 °F) соответственно.

403* Температура кипения калия согласно и составляет 773,85 °C (1047 K, 1424,93 °F) и 776 °C (1049,15 K, 1428,8 °F) соответственно.

407* Удельная теплота плавления (энтальпия плавления ΔHпл) калия согласно составляет 2,38 кДж/моль.

408* Удельная теплота испарения (энтальпия кипения ΔHкип) калия согласно составляет 79,2 кДж/моль.

Потребность в калии у клеток организма

Фармацевтические компании выпускают микроэлемент, как синтетически полученное химическое вещество калиевой соли в виде веществ хлорида и бикарбоната. Они часто дополнены различными пищевыми добавками – например, синтетическим подсластителем аспартам, цитратом.

• Выпускаются лекарственные препараты в форме таблеток, растворимых капсул, но с разовой дозой, равной около 99 мг.
• Более значительная величина при приеме может вызвать рвоту, головокружение, аллергические реакции.
• Но одновременно с этим, специалисты заявляют о пользе приготовления блюд с использованием соли, в состав которой входит пониженная доля натрия и увеличена часть кальция. Продукт содержит от 240 до 530 мг калия в четверти кофейной ложки.

Говоря о суточных нормах потребления калия, следует отметить, что минимальная норма употребления важного для организма вещества составляет 2400 мг для женщин, 3400 мг для мужчин. Если присутствует его недостаток, необходим прием активных добавок

В случае, когда потребность в калии не восполняется через рацион, врач может назначить лекарственную терапию.

Химические свойства

Элементарный калий, как и другие 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 необходимо 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):

 2K + H₂ ⟶ 2KH 

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

 2K + E ⟶ K₂E 

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

 K + O₂ ⟶ KO₂ 

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

 3K + P ⟶ K₃P 

Взаимодействие со сложными веществами

Калий при комнатной температуре (+20 °C) активно реагирует с водой, кислотами, растворяется в жидком аммиаке (−50 °C) с образованием тёмно-синего раствора аммиаката калия.

 2K + 2H₂O ⟶ 2KOH + H₂↑

 2K + 2HCl ⟶ 2KCl + H₂↑ 

 K + 6NH₃ ⟶ [K(NH₃)]₆

Калий глубоко восстанавливает разбавленные серную и азотную кислоты:

 8K + 6H₂SO₄ ⟶ 4K₂SO₄ + SO₂↑ + S↓ + 6H₂O

 21K + 26HNO₃ ⟶ 21KNO₃ + NO↑ + N₂O↑ + N₂↑ + 13H₂O

При сплавлении металлического калия со щелочами он восстанавливает водород гидроксогруппы:

 2K + 2KOH ⟶ 2K₂O + H₂↑ (450∘C)

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

 2K + 2NH₃ ⟶ 2KNH₂ + H₂

Металлический калий реагирует со спиртами с образованием алкоголятов:

 2K + 2C₂H₅OH ⟶ 2C₂H₅OK + H₂↑ 

Алкоголяты щелочных металлов (в данном случае — этилат калия) широко используются в органическом синтезе.

Соединения с кислородом

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

 2K + O₂ ⟶ K₂O₂

 K + O₂ ⟶ KO₂ 

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:

 4K + O₂ ⟶ 2K₂O 

 KO₂ + 3K ⟶ 2K₂O

Оксиды калия обладают ярко выраженными осно́вными 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:

 K₂O₂ + 2H₂O ⟶ 2KOH + H₂O₂ 

 4KO₂ + 2H₂O ⟶ 4KOH + 3O₂↑ 

 4KO₂ + 2CO₂ ⟶ 2K₂CO₃ + 3O₂↑ 

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:

 4KOH + 4O₃ ⟶ 4KO₃ + O₂ + 2H₂O 

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

 6KO₃ + 5S ⟶ K₂SO₄ + 2K₂S₂O₇

Гидроксид

Основная статья: 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.

Что мешает всасыванию калия

Этот микроэлемент с легкостью взаимодействует со многими веществами. Однако существуют некоторые продукты и элементы, употребление которых затрудняет абсорбцию калия в организме. Основные из них:

• спиртные напитки (включая пиво и шампанское);
• кортизон;
• колхицин;
• сиропы с сахаром;
• кофейные напитки;
• средства, обладающие слабительным действием;
• фенолфталеин;
• цезий;
• литий;
• натрий;
• витамин B6;
• препараты мочегонного действие;
• гормональные средства;
• консервированные и копченые продукты питания;
• нехватка магния;
• неомицин.

Кроме того, нехватка этого микроэлемента может отмечаться при соблюдении жесткой диеты. Поэтому перед коррекцией своего рациона настоятельно рекомендуется проконсультироваться с лечащим врачом и диетологом, в противном случае можно столкнуться с нежелательными проявлениями.

Калий и здоровье человека.

Из-за обширного круга того, на что влияет калий, от его нехватки в организме могут увеличиться риски развития некоторых заболеваний. Некоторые из таких заболевании:

 1. Гипертония и инсульт.

Гипертония является основным фактором риска развития сердечных заболеваний и инсульта. Согласно заключениям исследователей, низкие уровни калия способны повысить риски гипертонии, особенно в сочетании с высоким потреблением натрия. Если увеличить прием калия, это может поспособствовать снижению кровяного давления, частично за счет увеличения вазодилатации и выделения натрия с мочой, что, в свою очередь, уменьшает объем плазмы.Система питания DASH, при которой калий поступает из фруктов, овощей и обезжиренных молочных продуктов, снижает систолическое давление в среднем на 5,5 мм рт.ст. И диастолическое на 3 мм рт.ст. Это отличная система питания для тех, кто заботится о своем здоровье или хочет получить достаточное количество минералов из продуктов питания, включая калий. Эта система, так же, увеличивает и нормы магния и кальция в организме, которые также способны снижать давление в сосудах. Из-за этого, выделить какой вклад вносит калии в этот процесс, не допускается возможным.

Диеты, содержащие продукты, которые богаты калием, в то же время, содержат мало натрия, могут снизить риск высокого кровяного давления и инсульта, а так же многих заболеваний сердечно-сосудистой системы. Мета-анализ 11 проспективных когортных исследований у 247510 взрослых показал, что потребление калия 1640 мг (слишком мало) в день было связано со значительным увеличением риска развития инсульта на 21%, а так же с незначительным снижением рисков ишемической болезни сердца и других сердечно — сосудистых состояний. Однако исследования продолжаются и могут появиться новые факты.

 2. Камни в почках

Это заболевание распространено у людей в возрасте от 40 до 60 лет. В основном камни состоят из оксалата кальция или фосфата кальция. Если калия в организме не достаточно, нарушается реабсорбция кальция в почках, увеличивая экскрецию кальция в моче, что может спровоцировать гиперкальциурию и образованию камней в почках. Некоторые исследования показали, что добавления цитрата калия снижает гиперкальциурию, а так же риск образования камней в почках и их роста.

3. Здоровье костей.

Исследования показали, что при получении калия из фруктов и овощей связано с увеличением минеральной плотности костей. Диетический калий способен улучшить здоровье костей. Основные механизмы этого явления до конца не изучены. Одна из основных гипотез заключается в том, что калий помогает защитить кость за счет влияния на кислотно-щелочной баланс. Диеты с высоким содержанием кислотообразующих продуктов, такие как мясо и зерновые злаки, способствуют метаболическому ацидозу и могут оказывать неблагоприятное воздействие на кость. Щелочные компоненты в виде солей калия, могут противодействовать этому эффекту и способствовать сохранению костной ткани.

4. Диабет.

Диабет 2 типа это растущая проблема современного общества. Хотя ожирение является основным фактором риска к развитию диабета, другие факторы метаболизма также играют определенную роль. Поскольку калий необходим для секреции инсулина из клеток поджелудочной железы, гипокалиемия нарушает секрецию инсулина и может приводить к непереносимости глюкозы. Этот эффект наблюдается при длительном приеме диуретиков (особенно, содержащих тиазиды) или гиперальдостеронизме (чрезмерное производство альдостерона), которые увеличивают потери калия с мочой.

Результаты исследований, проведенных в этой области, являются многообещающими. Однако требуются дополнительные эксперименты, что бы со 100% уверенностью утверждать о пользе калия в снижении рисков диабета 2 типа.

Изотопы

Основная статья: Изотопы калия

Природный калий состоит из трёх изотопов. Два из них стабильны: 39K (изотопная распространённость 93,258 %) и 41K (6,730 %). Третий изотоп 40K (0,0117 %) является бета-активным с периодом полураспада 1,251 миллиарда лет. Сравнительно малый период полураспада и большая распространённость калия по сравнению с ураном и торием означает, что на Земле ещё 2 млрд лет назад и ранее калий-40 вносил главный вклад в естественный радиационный фон. В каждом грамме природного калия в секунду распадается в среднем 31,0±0,3 ядра 40K, благодаря чему, например, в организме человека массой 70 кг ежесекундно происходит около 4000 радиоактивных распадов. Поэтому легкодоступные в быту соединения калия (поташ, хлорид калия, калийная селитра и т. д.) можно использовать как пробные радиоактивные источники для проверки бытовых дозиметров. 40K наряду с ураном и торием считается одним из основных источников геотермальной энергии, выделяемой в недрах Земли (полная скорость энерговыделения оценивается в 40—44 ТВт). В минералах, содержащих калий, постепенно накапливается 40Ar, один из продуктов распада калия-40, что позволяет измерять возраст горных пород; калий-аргоновый метод является одним из основных методов ядерной геохронологии.

Один из искусственных изотопов — 37K, — с временем полураспада 1,23651 секунды, применяется в экспериментах по изучению Стандартной модели слабого взаимодействия.

Калий: способы получения и химические свойства

Калий К — это щелочной металл. Серебристо-белый, мягкий, легкоплавкий.

Относительная молекулярная масса Mr = 39,098; относительная плотность для твердого состояния d = 0,8629; относительная плотность для жидкого состояния d = 0,83; tпл = 63, 51º C; tкип = 760º C.

1. Калий получают в промышленности путем разложения гидрида калия при температуре 400º С в вакууме, при этом образуются калий и водород

2KH = 2K + H2

2. В результате электролиза жидкого гидроксида калия образуются калий, кислород и вода

Качественная реакция на калий — окрашивание пламени солями калия в фиолетовый цвет.

1. Калий — сильный восстановитель. Поэтому он реагирует почти со всеми неметаллами:

1.1. Калий легко реагирует с водородом при 200–350º C образованием гидрида калия:

2K + H2 = 2KH

1.2. Калий сгорает в кислороде с образованием надпероксида калия:

K + O2 = KO2

1.3. Калий активно реагирует при комнатной температуре с фтором, хлором, бромом и йодом

. При этом образуютсяфторид калия, хлорид калия, бромид калия, йодид калия:2K + F2 = 2KF

2K + Cl2 = 2KCl

2K + Br2 = 2KBr

2K + I2 = 2KI

1.4. С серой, теллуром и селеном реагирует при температуре 100–200º C с образованием сульфида калия, селенида калия и теллурид калия :

2K + S = K2S

2K + Se = K2Se

2K + Te = K2Te

1.5. Калий реагирует с фосфором при 200º C в атмосфере аргона с образованием фосфида калия:

3K + P = K3P

2. Калий активно взаимодействует со сложными веществами:

2.1. Калий реагирует с водой. Взаимодействие натрия с водой приводит к образованию щелочи и газа водорода:

2K0 + 2H2O = 2K+OH + H20

2.2. Калий взаимодействует с кислотами. При этом образуются соль и водород.

2.2.1. Калий реагирует с разбавленной соляной кислотой, при этом образуются хлорид калия и водород:

2.2.2. При взаимодействии с разбавленной серной кислотой образуется сульфат калия, сероводород и вода:

8K + 5H2SO4 = 4K2SO4 + H2S + 4H2O

2.2.3. Реагируя с азотной кислотой калий образует нитрат калия, можно образовать газ оксид азота (II), газ оксид азота (I), газ азот и воду.

2.2.4. В результате реакции насыщенной сероводородной кислоты и калия в бензоле образуется осадок гидросульфид калия и газ водород:

2.3. Калий при температуре 65–105º C может реагировать с аммиаком, при этом образуются амид натрия и водород:

2.4. Калий может взаимодействовать с гидроксидами:

Например, Калий

взаимодействуетс гидроксидом калия при температуре 450º С, при этом образуется оксид калия и водород:2K + 2KOH = 2K2O + H2

Элемент калий и его обозначение

Калий — это химический элемент системы элементов, придуманной Дмитрием Менделеевым, который находится в первой группе. Он имеет атомный номер 19 и атомную массу равную 39,098 г/моль. По своим физическим свойствам элемент представляет из себя металл серебристо-белого цвета. Он очень пластичный и плавкий. Имеет характерный металлический блеск. Калий легко режется ножом и по твердости не уступает куску твердого сыра. Калий состоит из трех изотопов: 39К, 41К, 40К. Два первых соединения являются стабильными, а третий считается достаточно слабым, но при всем этом радиоактивным. Период полураспада последнего соединения составляет 1,32*109 лет. Химический элемент в химии обозначают «К».

В нормальных условиях калий находится в твердом агрегатном состоянии. Температура плавления элемента равна 63 градуса, чего легко добиться при обычном нагревании. Температура же кипения элемента гораздо выше и составляет 761 градус.

Получение

Калий, как и другие щелочные металлы, получают электролизом расплавленных хлоридов или щелочей. Так как хлориды имеют более высокую температуру плавления (600—650 °C), то чаще проводят электролиз расплавленных щелочей с добавкой к ним соды или поташа (до 12 %). При электролизе расплавленных хлоридов на катоде выделяется расплавленный калий, а на аноде — хлор:

 K+ + e− → K

 2Cl− → Cl₂

При электролизе гидроксида калия на катоде также выделяется расплавленный калий, а на аноде — кислород:

 4OH− → 2H₂O + O₂

Вода из расплава быстро испаряется. Чтобы калий не взаимодействовал с хлором или кислородом, катод изготовляют из меди и над ним помещают медный цилиндр. Образовавшийся калий в расплавленном виде собирается в цилиндре. Анод изготовляют также в виде цилиндра из никеля (при электролизе щелочей) либо из графита (при электролизе хлоридов).

Важное промышленное значение имеют и методы термохимического восстановления:

 Na + KOH →N2,380−450oC NaOH + K

и восстановление из расплава хлорида калия карбидом кальция, алюминием или кремнием.