Бұл мақалада калий физика және химия тұрғысынан сипатталады. Бұл ғылымдардың біріншісі заттардың механикалық және сыртқы қасиеттерін зерттейді. Ал екіншісі – олардың бір-бірімен байланысы – химия. Калий - периодтық жүйедегі он тоғызыншы элемент. Ол сілтілік металдарға жатады. Бұл мақалада калийдің электрондық формуласы және оның басқа заттармен әрекеті және т.б. қарастырылады. Бұл ең белсенді металдардың бірі. Осы және басқа элементтерді зерттеумен айналысатын ғылым - химия. 8-сыныпта бейорганикалық заттар мен олардың қасиеттерін оқу қарастырылған. Сондықтан бұл мақала студенттерге пайдалы болады. Ендеше, бастайық.
Физика тұрғысынан калийдің сипаттамасы
Бұл қалыпты жағдайда агрегаттың қатты күйінде болатын қарапайым зат. Балқу температурасы Цельсий бойынша алпыс үш градус. Бұл металл температура жеті жүз алпыс бір градус Цельсийге жеткенде қайнайды. Қарастырылып отырған заттың күміс-ақ түсі бар. Металл жылтыры бар.
Калийдің тығыздығы бір текше сантиметрге граммның сексен алты жүзден бір бөлігін құрайды. Бұл өте жеңіл металл. Калийдің формуласы өте қарапайым - ол молекулалар түзбейді. Бұл зат бір-біріне жақын орналасқан және кристалдық торы бар атомдардан тұрады. Калийдің атомдық массасы бір мольге отыз тоғыз грамм. Оның қаттылығы өте төмен - оны ірімшік сияқты пышақпен оңай кесуге болады.
Калий және химия
Калийдің химиялық белсенділігі өте жоғары химиялық элемент екендігінен бастайық. Сіз оны тіпті ашық ауада сақтай алмайсыз, өйткені ол айналадағы заттармен бірден әрекет ете бастайды. Калий - периодтық жүйенің бірінші тобына және төртінші периодына жататын химиялық элемент. Ол металдарға тән барлық қасиеттерге ие.
Қарапайым заттармен әрекеттесу
Оларға: оттегі, азот, күкірт, фосфор, галогендер (йод, фтор, хлор, бром) жатады. Тәртіппен олардың әрқайсысымен калийдің әрекеттесуін қарастырыңыз. Оттегімен әрекеттесу тотығу деп аталады. Бұл химиялық реакция кезінде калий мен оттегі төрт бөлікке бір молярлық қатынаста жұмсалады, нәтижесінде екі бөлік мөлшерінде қаралып отырған металдың оксиді түзіледі. Бұл әрекеттесу келесі реакция теңдеуімен өрнектелуі мүмкін: 4K + O2=2K2O. Калийді жағу кезінде ашық күлгін жалын байқалады.
Сондықтан бұл реакция калийді анықтау үшін сапалы болып саналады. Галогендермен реакциялар осы химиялық элементтердің атауларына қарай аталады: бұл йодтау, фторлау, хлорлау, бромдау. Бұл әрекеттесулерді қосу реакциялары деп атауға болады, өйткені екі түрлі заттың атомдары бір атомға біріктірілген. Мұндай процестің мысалы ретінде қаралып отырған металдың хлоридінің түзілуіне әкелетін калий мен хлор арасындағы реакцияны келтіруге болады. Бұл өзара әрекеттесуді жүзеге асыру үшін осы екі компонентті алу керек - біріншінің екі мольі және екіншісінің бірі. Нәтижесінде калий қосылысының екі мольі түзіледі. Бұл реакция келесі теңдеумен өрнектеледі: 2K + CI2=2KCI. Азотпен калий ашық ауада жанған кезде қосылыстар түзе алады. Бұл реакция кезінде қаралып жатқан металл мен азот алты бөлікке бір молярлық қатынаста жұмсалады, бұл әрекеттесу нәтижесінде екі бөліктен тұратын калий нитриді түзіледі. Мұны келесі теңдеу түрінде көрсетуге болады: 6K + N2=2K3N. Бұл қосылыс жасыл-қара кристалдар. Фосформен қарастырылып отырған металл сол принцип бойынша әрекеттеседі. Егер үш моль калий мен бір моль фосфор алсақ, бір моль фосфид аламыз. Бұл химиялық әсерлесуді келесі реакция теңдеуі түрінде жазуға болады: 3K + P=K3P. Сонымен қатар, калий гидрид түзе отырып, сутегімен әрекеттесуге қабілетті. Мысал ретінде келесі теңдеуді беруге болады: 2K + H2 \u003d 2KN. Барлық қосу реакциялары тек жоғары температура болған кезде болады.
Өзара әрекеттесукүрделі заттармен
Химия тұрғысынан калийдің сипаттамасы осы тақырыпты қарастыруды қарастырады. Калий әрекеттесуге қабілетті күрделі заттарға су, қышқылдар, тұздар, оксидтер жатады. Олардың барлығымен қарастырылып отырған метал басқаша әрекет етеді.
Калий және су
Бұл химиялық элемент онымен қатты әрекеттеседі. Бұл жағдайда гидроксид, сондай-ақ сутегі пайда болады. Егер екі моль калий мен суды алсақ, сол мөлшерде калий гидроксиді мен бір моль сутегін аламыз. Бұл химиялық әсерлесуді келесі теңдеу арқылы көрсетуге болады: 2K + 2H2O=2KOH=H2.
Қышқылдармен реакциялар
Калий белсенді металл болғандықтан, олардың қосылыстарынан сутегі атомдарын оңай ығыстырады. Мысал ретінде қарастырылып отырған зат пен тұз қышқылының арасындағы реакцияны келтіруге болады. Оны жүзеге асыру үшін сізге екі моль калий, сондай-ақ қышқылды бірдей мөлшерде алу керек. Нәтижесінде калий хлориді – екі моль және сутегі – бір моль түзіледі. Бұл процесті келесі теңдеуде жазуға болады: 2K + 2HCI=2KCI + H2.
Калий және оксидтер
Бейорганикалық заттардың осы тобымен қарастырылып отырған металл тек айтарлықтай қыздыру арқылы әрекеттеседі. Егер оксид құрамына кіретін металдың атомы осы мақалада айтып отырғанға қарағанда пассивті болса, іс жүзінде алмасу реакциясы жүреді. Мысалы, екі моль калий мен бір моль шыны оксидін алсақ, онда олардың әрекеттесуінің нәтижесінде қарастырылып отырған химиялық заттың бір моль оксидін алуға болады.элемент және таза шыныаяқ. Мұны келесі теңдеу түрінде көрсетуге болады: 2K + CuO=K2O + Cu. Дәл осы жерде калийдің күшті төмендететін қасиеттері ойнайды.
Негіздермен әрекеттесу
Калий белсенділіктің электрохимиялық қатарында оның оң жағында орналасқан металл гидроксидтерімен әрекеттесуге қабілетті. Бұл жағдайда оның қалпына келтіретін қасиеттері де көрінеді. Мысалы, екі моль калий мен бір моль барий гидроксидін алсақ, онда орын басу реакциясы нәтижесінде екі моль мөлшерінде калий гидроксиді және таза барий (бір моль) сияқты заттарды аламыз - ол тұнбаға түседі.. Ұсынылған химиялық әрекеттесу келесі теңдеу түрінде көрсетілуі мүмкін: 2K + Ba(OH)2=2KOH + Ba.
Тұздармен реакциялар
Бұл жағдайда калий әлі де күшті тотықсыздандырғыш ретінде өзінің қасиеттерін көрсетеді. Химиялық жағынан анағұрлым пассивті элементтердің атомдарын алмастыру арқылы таза металды алуға мүмкіндік береді. Мысалы, алюминий хлоридіне екі моль мөлшерінде үш моль калий қосса, онда бұл реакция нәтижесінде үш моль калий хлориді және екі моль алюминий аламыз. Бұл процесті келесідей теңдеу арқылы көрсетуге болады: 3К + 2АІСІ3=3КІ2 + 2АІ.
Майлармен реакциялар
Осы топтағы кез келген органикалық затқа калий қоссаңыз, ол да сутегі атомдарының бірін ығыстырады. Мысалы, стеарин қаралып отырған металмен араласқанда калий стеараты мен сутегі түзіледі. Алынған зат сұйық сабын жасау үшін қолданылады. Бұл калийдің және оның өзара әрекеттесуінің сипаттамасыбасқа заттармен аяқталады.
Калий мен оның қосылыстарын қолдану
Осы мақалада қарастырылатын барлық металдар сияқты, ол көптеген өнеркәсіптік процестер үшін қажет. Калийдің негізгі қолданылуы химия өнеркәсібінде орын алады. Химиялық белсенділігі жоғары, сілтілі металды және қалпына келтіретін қасиеттеріне байланысты ол көптеген өзара әрекеттесу және әртүрлі заттарды алу үшін реагент ретінде қолданылады. Сонымен қатар, ядролық реакторларда салқындатқыш ретінде құрамында калий бар қорытпалар қолданылады. Осы мақалада қарастырылған металл электротехникада да өз қолданылуын табады. Жоғарыда айтылғандардың барлығынан басқа, ол өсімдіктерге арналған тыңайтқыштардың негізгі компоненттерінің бірі болып табылады. Сонымен қатар, оның қосылыстары әртүрлі салаларда қолданылады. Сонымен, алтын өндіруде рудалардан бағалы металдарды бөлу үшін реагент ретінде қызмет ететін калий цианиді қолданылады. Калий карбонаты шыны өндірісінде қолданылады. Қарастырылып отырған химиялық элементтің фосфаттары әртүрлі тазартқыш құралдар мен ұнтақтардың құрамдас бөліктері болып табылады. Сіріңкеде осы металдың хлораты бар. Ескі камераларға арналған пленкаларды өндіруде қарастырылып отырған элементтің бромиді пайдаланылды. Өздеріңіз білетіндей, оны жоғары температурада калийді бромдау арқылы алуға болады. Медицинада осы химиялық элементтің хлориді қолданылады. Сабын жасауда - стеарат және басқа май туындылары.
Қарастырылған металды алу
Біздің заманымызда калий зертханаларда екіден өндіріледінегізгі жолдары. Біріншісі - натрийдің көмегімен оны гидроксидтен қалпына келтіру, ол химиялық тұрғыдан калийден де белсенді. Екіншісі - оны хлоридтен, сонымен қатар натрийдің көмегімен алу. Бір моль калий гидроксидіне бірдей мөлшерде натрий қосса, бір моль натрий сілті мен таза калий түзіледі. Бұл реакцияның теңдеуі келесідей: KOH + Na=NaOH + K. Екінші түрдегі реакцияны жүргізу үшін қарастырылып отырған металдың хлориді мен натрийді бірдей молярлық пропорцияда араластыру керек. Нәтижесінде ас тұзы мен калий сияқты заттар бірдей қатынаста түзіледі. Бұл химиялық әсерлесуді келесі реакция теңдеуімен көрсетуге болады: KSI + Na=NaCl + K.
Калийдің құрылымы
Бұл химиялық элементтің атомы, басқалары сияқты, ядродан тұрады, оның құрамында протондар мен нейтрондар, сондай-ақ оның айналасында айналатын электрондар бар. Электрондар саны әрқашан ядродағы протондар санына тең. Егер кез келген электрон атомнан ажыраса немесе қосылса, онда ол бейтарап болуды тоқтатып, ионға айналады. Олар екі түрге бөлінеді: катиондар және аниондар. Біріншілері оң зарядты, ал екіншісі теріс зарядты. Егер электрон атомға қосылса, онда ол анионға айналады, бірақ электрондардың кез келгені өз орбитасынан кетсе, бейтарап атом катионға айналады. Периодтық жүйе бойынша калийдің реттік нөмірі он тоғыз болғандықтан, бұл химиялық элементтің ядросында протондар саны бірдей. Демек, ядроның айналасындағы электрондар деген қорытынды жасауға боладыон тоғызда орналасқан. Атомның құрылымындағы протондардың санын химиялық элементтің атомдық массасынан сериялық нөмірін алып тастау арқылы анықтауға болады. Сонымен, калий ядросында жиырма протон бар деген қорытынды жасауға болады. Осы мақалада қарастырылған металл төртінші периодқа жататындықтан, оның төрт орбитасы бар, оларда электрондар біркелкі таралады, олар үнемі қозғалыста болады. Калий схемасы келесідей: бірінші орбитада екі электрон, екіншісінде сегіз; сондай-ақ үшінші, соңғы, төртінші, орбитада тек бір электрон айналады. Бұл металдың химиялық белсенділігінің жоғары деңгейін түсіндіреді - оның соңғы орбитасы толық толтырылмаған, сондықтан ол кейбір басқа атомдармен қосылуға бейім, нәтижесінде олардың соңғы орбиталарының электрондары ортақ болады.
Бұл элемент табиғатта қай жерде кездеседі?
Ол өте жоғары химиялық белсенділікке ие болғандықтан, ол таза күйінде планетаның ешбір жерінде кездеспейді. Оны тек әртүрлі қосылыстардың бөлігі ретінде көруге болады. Жер қыртысындағы калийдің массалық үлесі 2,4 пайызды құрайды. Құрамында калий бар ең көп таралған минералдар - салвинит пен карналлит. Біріншісінің келесі химиялық формуласы бар: NaCl•KCl. Оның алуан түсі бар және әртүрлі түстердің көптеген кристалдарынан тұрады. Калий хлориді мен натрийдің арақатынасына, сондай-ақ қоспалардың болуына байланысты оның құрамында қызыл, көк, қызғылт, қызғылт сары компоненттер болуы мүмкін. Екінші минерал – карналлит – ұқсайдымөлдір, бозғылт көк, ашық қызғылт немесе ақшыл сары кристалдар. Оның химиялық формуласы келесідей: KCl•MgCl2•6H2O. Бұл кристалды гидрат.
Ағзадағы калийдің рөлі, жетіспеушілік және артықшылық белгілері
Ол натриймен бірге жасушаның су-тұз балансын сақтайды. Ол сондай-ақ жүйке импульсінің мембраналар арасындағы берілуіне қатысады. Сонымен қатар, ол жасушадағы және тұтастай алғанда бүкіл денедегі қышқыл-негіз балансын реттейді. Ол метаболикалық процестерге қатысады, ісінудің пайда болуына қарсы тұрады, цитоплазманың бір бөлігі болып табылады - оның шамамен елу пайызы - қарастырылатын металдың тұзы. Ағзада калий жетіспейтіндігінің негізгі белгілері ісіну, тамшылау, ашушаңдық және жүйке жүйесінің жұмысының бұзылуы, реакцияның тежелуі және есте сақтау қабілетінің бұзылуы сияқты аурудың пайда болуы.
Сонымен қатар, бұл микроэлементтің жеткіліксіз мөлшері жүрек-тамыр және бұлшықет жүйелеріне теріс әсер етеді. Ұзақ уақыт бойы калий жетіспеушілігі жүрек соғысын немесе инсультты тудыруы мүмкін. Бірақ денеде калийдің артық болуына байланысты аш ішекте жара пайда болуы мүмкін. Калийдің қажетті мөлшерін алу үшін диетаңызды теңестіру үшін оның қандай тағамдарда бар екенін білуіңіз керек.
Қарастырылып отырған микроэлементте жоғары тағам
Біріншіден, бұл кешью, грек жаңғағы, жаңғақ, жержаңғақ, бадам сияқты жаңғақтар. Сондай-ақ оның көп мөлшері картопта кездеседі. Сонымен қатар, калий кептірілген жемістерде кездеседімейіз, кептірілген өрік, қара өрік сияқты. Қарағай жаңғақтары да осы элементке бай. Сондай-ақ оның жоғары концентрациясы бұршақ дақылдарында байқалады: бұршақ, бұршақ, жасымық. Теңіз балдыры да осы химиялық элементке бай. Бұл элементті көп мөлшерде қамтитын басқа өнімдер жасыл шай және какао болып табылады. Сонымен қатар, ол авокадо, банан, шабдалы, апельсин, грейпфрут және алма сияқты көптеген жемістерде жоғары концентрацияда кездеседі. Көптеген дәнді дақылдар қарастырылатын микроэлементке бай. Бұл, ең алдымен, інжу арпа, сондай-ақ бидай және қарақұмық жармасы. Ақжелкен мен Брюссель өскіндерінде де калий көп. Сонымен қатар, ол сәбізде және қауындарда кездеседі. Пияз бен сарымсақта қарастырылатын химиялық элементтің айтарлықтай мөлшері бар. Тауық жұмыртқасында, сүтте және ірімшікте де калий көп. Бұл химиялық элементтің күнделікті нормасы орташа адам үшін үш-бес грамм.
Қорытынды
Осы мақаланы оқығаннан кейін біз калийдің өте маңызды химиялық элемент екенін қорытындылай аламыз. Ол химия өнеркәсібінде көптеген қосылыстардың синтезі үшін қажет. Сонымен қатар, ол көптеген басқа салаларда қолданылады. Бұл адам ағзасы үшін де өте маңызды, сондықтан ол жерге тамақпен бірге үнемі және қажетті мөлшерде бару керек.
