Элементтің ашылу тарихы[өңдеу | қайнарын қарау]
Қосылыстар калий пайдаланылады көне заманнан бері. Осылайша, өндіру поташа (ол ретінде қолданылған жуғыш зат) бастапқыда қазірдің өзінде XI ғасырда. Күлді, образующуюся жағу кезінде сабан немесе ағаш, обрабатывали сумен, ал алынған ерітінді (щелок) кейін сүзу выпаривали. Құрғақ қалдық, басқа карбонатының, калий, мазмұнында, калий сульфатын K2SO4, сода және калий хлориді KCl.

19 қараша 1807 жылы Бэкеровской дәрістер[en]* ағылшын химигі Дэви туралы хабарлады бөлу калий балқыма электролизімен күйдіргіш кали (KOH)[3](қолжазба дәріс Дэви арызында ол ашты калий 6 қараша 1807 ж. [4]) деп атады “потасий” (лат. potasium[3]:32; бұл атауы (рас, кейбір тілдерінде екі әріптер s) әлі күнге дейін употребительно ағылшын, француз, испан, португал және поляк тілдерінде). 1809 жылы Л. В. Гильберт ұсынды атауы “калий” (лат. kalium, араб. әл-қали — сақар). Бұл атау кірді неміс тілі, сол жерден көптеген тілдерді Солтүстік және Шығыс Еуропа (оның ішінде орыс) және “жеңіп шықты” таңбаны таңдау үшін осы элемент — K.

Табиғатта таралуы[өңдеу | қайнарын қарау]
Бос күйінде кездеспейді. Породообразующий элементі құрамына кіреді слюд, алқап шпаттарын және т. б. Сондай-ақ, калий құрамына кіреді сильвина KCl, сильвинита KCl·NaCl, карналлит KCl·MgCl2·6H2O, каинита KCl·MgSO4·6H2O, сондай-ақ бар-күлдегі кейбір өсімдіктер түрінде карбонатының K2CO3 (сақар). Калий құрамына барлық жасушалар (төменде қараңыз бөлім Биологиялық ролі). Кларк калий жер қыртысының 2,4% – ды құрайды (5-ші таралуы металл, 7-ші күтіп-ұстау жөніндегі коре элементі). Теңіз суындағы концентрациясы — 380 мг/л[5].

Кен орны[היום-מחר
Ірі кен орындары калий аумағында Канада (өндіруші PotashCorp), Ресей (ПАҚ “Уралкалий”, Березники, Соликамск, Пермь өлкесі, Верхнекамское кен орнында калий кенін[6]), Белоруссия (“Беларуськалий”, Солигорск, Старобинское кен орнында калий кенін[7]).

Алу[היום-מחר
Калий және басқа да сілтілік металдар, электролизімен алады балқытылған хлоридтер немесе сілтілер. Өйткені хлоридтер жоғары температураны балқу (600-650 °C), онда жиі жүргізеді электролиз балқытылған сілтінің қоспамен оларға сода немесе поташа (12% – ға дейін). Электролизі кезінде балқытылған хлоридтер арналған катоде бөлінеді балқытылған калий, ал аноде — хлор:

{\displaystyle {\mathsf {K^{+}+e^{-}\rightarrow K}}} {\mathsf {K^{+}+e^{-}\rightarrow K}}
{\displaystyle {\mathsf {2Cl^{-}\rightarrow Cl_{2}}}} {\mathsf {2Cl^{-}\rightarrow Cl_{2}}}
Электролизі кезінде сілтілер арналған катоде бөлінеді, сондай-ақ балқытылған калий, ал аноде — оттегі:

{\displaystyle {\mathsf {4OH^{-}\rightarrow 2H_{2}, O+O_{2}}}} {\mathsf {4OH^{-}\rightarrow 2H_{2}, O+O_{2}}}
Су балқыманы тез буланады. Үшін калий емес взаимодействовал хлормен немесе оттегімен, катод дайындайды мыстан және оның үстіне орналастырады мыс цилиндр. Пайда болған калий балқыған түрінде жиналады жабады. Анод дайындайды, сондай-ақ цилиндр түріндегі никельден (электролизі кезінде сілтілер) немесе графиттен (электролизі кезінде хлоридтер).

Маңызды өнеркәсіптік мәнге ие және әдістері термохимического қалпына келтіру:

{\displaystyle {\mathsf {Na+KOH{\xrightarrow[{N _ _ _ {2}}]{380-450^{o}C}}NaOH+K}}} {\mathsf {Na+KOH{\xrightarrow[ {N _ _ _ {2}}]{380-450^{o}C}}NaOH+K}}
және қалпына келтіру бірі балқыманы хлориді калий кальций карбидті, алюминиймен немесе кремний.[8][9]

Физикалық қасиеттері[өңдеу | қайнарын қарау]

Калий қабаты астында THF
Калий — күміс түстес металл, өзіне тән блеском арналған свежеобразованной беті. Өте жеңіл және легкоплавок. Салыстырмалы түрде жақсы ериді сынап құра отырып, амальгамалар. Бола тұра енгізілді жанарғының жалын, калий (сондай-ақ оның қосылыстары) қылдары жалын ” тән қызғылт-күлгін түсі[10].
Калий белсенді түрде өзара әрекеттеседі сумен. Бөлінетін сутегі жанады, ал калий иондары мән береді жалын күлгін түс. Ерітінді фенолфталеина суға айналады малиновым көрсете отырып, щелочную реакция пайда болатын KOH.
Калий құрады кристалдар кубической сингонии, кеңістіктік тобы I m3m, параметрлері ұяшық a = 0,5247 нм, Z = 2.

Химиялық қасиеттері[өңдеу | қайнарын қарау]
Қарапайым калий, және басқа да сілтілік металдар, танытады типтік металл қасиеттері мен химиялық өте белсенді болып табылады күшті восстановителем. Ауада балғын срез тез тускнеет-білім пленкаларды қосылыстары (оксиді мен карбонаты). Ұзақ байланыста атмосферамен қабілетті толық разрушиться. Сумен жауап жарылыспен. Оны сақтау қажет қабаты астында бензин, керосин немесе силикон, қажеттілігі алынып тасталсын байланыс ауа мен судың беті. Сәйкес Na, Tl, Sn, Pb, Bi калий құрады интерметаллиды.

Өзара іс-қимыл қарапайым заттармен[היום-מחר
Калий бөлме температурасында әрекет етеді, оттегі, ауа, галогенами; іс жүзінде жауап бермейді отырып, азотпен (айырмашылығы литий және натрий). Кезде қалыпты қыздыру жауап сутегімен білімі бар гидрида (200-350 °С):

{\displaystyle {\mathsf {2K+H_{2}\longrightarrow 2KH}}} {\mathsf {2K+H_{2}\longrightarrow 2KH}}
с халькогенами (100-200 °C, E = S, Se, Te):

{\displaystyle {\mathsf {2K+E\longrightarrow K_{2}E}}} {\mathsf {2K+E\longrightarrow K_{2}E}}
Жанған кезде калий ауада құрылады надпероксид калий KO2 (араласқан K2O2):

{\displaystyle {\mathsf {K+O_{2}\longrightarrow KO_{2}}}} {\mathsf {K+O_{2}\longrightarrow KO_{2}}}
Реакция фосфор инертті атмосферада құрылады фосфид жасыл түсті (200 °C):

{\displaystyle {\mathsf {3K+P\longrightarrow K_{3}P}}} {\mathsf {3K+P\longrightarrow K_{3}P}}
Өзара іс-қимыл күрделі заттармен[היום-מחר
Калий бөлме температурасында (20*С) белсенді әрекет етеді, сумен, қышқылдармен, ериді сұйық аммиаке (-50 °C) білімі бар қара-көк түсті ерітінді.

{\displaystyle {\mathsf {2K+2H_{2}O\longrightarrow 2KOH+H_{2}\uparrow }}} {\mathsf {2K+2H_{2}O\longrightarrow 2KOH+H_{2}\uparrow }}
{\displaystyle {\mathsf {2K+2HCl\longrightarrow 2KCl+H_{2}\uparrow }}} {\mathsf {2K+2HCl\longrightarrow 2KCl+H_{2}\uparrow }}
{\displaystyle {\mathsf {K+6NH_{3}\longrightarrow [K(NH_{3})]_{6}}}} {\mathsf {K+6NH_{3}\longrightarrow [K(NH_{3})]_{6}}}
Калий ылғалдандырады, таратылған күкірт және азотную қышқылы:

{\displaystyle {\mathsf {8K+6H_{2}SO_{4}\longrightarrow 4K_{2}SO_{4}+SO_{2}\uparrow +S\downarrow +6H_{2}O}}} {\mathsf {8K+6H_{2}SO_{4}\longrightarrow 4K_{2}SO_{4}+SO_{2}\uparrow +S\downarrow +6H_{2}O}}
{\displaystyle {\mathsf {21K+26HNO_{3}\longrightarrow 21KNO_{3}+NO\uparrow +N _ _ _ {2}O\uparrow +N _ _ _ {2}\uparrow +13H_{2}O}}} {\mathsf {21K+26HNO_{3}\longrightarrow 21KNO_{3}+NO\uparrow +N _ _ _ {2}O\uparrow +N _ _ _ {2}\uparrow +13H_{2}O}}
Кезінде балқытумен металл калий-бабына сілтілермен ол теріні сутек гидроксогруппы:

{\displaystyle {\mathsf {2K+2KOH\longrightarrow 2K_{2}, O+H_{2}\uparrow (450^{\circ }C)}}} {\mathsf {2K+2KOH\longrightarrow 2K_{2}, O+H_{2}\uparrow (450^{\circ }C)}}
Кезде қалыпты қыздыру жүргізуден бастап газ тәрізді аммиакпен білімі бар амид (65-105 °C):

{\displaystyle {\mathsf {2K+2NH_{3}\longrightarrow 2KNH_{2}+H_{2}}}} {\mathsf {2K+2NH_{3}\longrightarrow 2KNH_{2}+H_{2}}}
Металл калий жауап бабына спиртами білімі бар алкоголятов:

{\displaystyle {\mathsf {2K+2C_{2}H_{5}OH\longrightarrow 2C_{2}H_{5}OK+H_{2}\uparrow }}} {\mathsf {2K+2C_{2}H_{5}OH\longrightarrow 2C_{2}H_{5}OK+H_{2}\uparrow }}
Алкоголяты сілтілі металдар (бұл жағдайда − этанолат калий) болып табылады өте күшті негіз және кеңінен қолданылады органикалық синтездегі.

Қосылыстар оттегімен[היום-מחר
Өзара іс-қимыл кезінде калий ауа оттегімен құрылады емес оксиді, ал пероксиді және супероксид:

{\displaystyle {\mathsf {K+O_{2}\longrightarrow KO_{2}}}} {\mathsf {K+O_{2}\longrightarrow KO_{2}}}
Оксиді калий алынуы мүмкін қыздырғанда металдың жоғары емес температураға дейін 180 °C-ортаға құрамында өте аз оттегі, немесе қыздыру кезінде қоспа супероксида калий металл калиймен:

{\displaystyle {\mathsf {KO_{2}+3K\longrightarrow 2K_{2}O}}} {\mathsf {KO_{2}+3K\longrightarrow 2K_{2}O}}
Оксиді калий ие болады айқын көрінетін негізгі қасиеттерін, қызу жауап берсе, сумен, қышқылдармен және қышқылды оксидами. Практикалық маңызы бар олар жоқ. Пероксидтері білдіреді сарғыш-ақ түсті ұнтақтар, олар жақсы растворяясь суда құрайды сілті және сутек пероксиді:

{\displaystyle {\mathsf {K_{2}O_{2}+2H_{2}O\longrightarrow 2KOH+H_{2}O_{2}}}} {\mathsf {K_{2}O_{2}+2H_{2}O\longrightarrow 2KOH+H_{2}O_{2}}}
{\displaystyle {\mathsf {4KO_{2}+2H_{2}O\longrightarrow 4KOH+3O_{2}\uparrow }}} {\mathsf {4KO_{2}+2H_{2}O\longrightarrow 4KOH+3O_{2}\uparrow }}
{\displaystyle {\mathsf {4KO_{2}+2CO_{2}\longrightarrow 2K_{2}CO_{3}+3O_{2}\uparrow }}} {\mathsf {4KO_{2}+2CO_{2}\longrightarrow 2K_{2}CO_{3}+3O_{2}\uparrow }}

Кеңестік оқшаулағыш газқағар ИП-5
Қасиеті айырбастауға көмір қышқыл газы оттегі пайдаланылады оқшаулағыш газқағарларда және су асты қайықтарда. Ретінде жұтқыштарды пайдаланады эквимолярную қоспасы супероксида калий және натрий пероксидінің. Егер қоспасы жоқ эквимолярна болса, артық натрий пероксидінің поглотится көп газ выделится (жұтқан кезде екі көлемін CO2 бөлінеді бір көлемі O2), және қысым тұйық кеңістікте төмендейді, ал артық супероксида калий (жұтқан кезде екі көлемін CO2 бөлінеді үш көлем O2) бөлінеді артық газ поглотится, және қысым артады.

Жағдайда эквимолярной қоспалар (Na2O2:K2O4 = 1:1) көлемі поглощаемого және бөлінетін газдардың тепе-тең болады (жұтқан кезде төрт көлемінің CO2 бөлінеді төрт көлемінің O2).

Пероксидтері болып табылады күшті қышқылдармен, сондықтан оларды қолданады, ағарту маталар тоқыма өнеркәсібі.

Алады пероксидтері қыздырып отырып алу металдар ауада, освобожденном жылғы көмірқышқыл газ.