Caracteristicile potasiului. Structura de potasiu. Compuși de potasiu

Acest articol va oferi o descriere a potasiului in materie de fizica si chimie. Prima dintre aceste științe studiază proprietățile mecanice și externe ale substanțelor. Și a doua - interacțiunea dintre ele - aceasta este chimia. Potasiu - cel de al nouăsprezecelea în elementul de cont din tabelul periodic. Îi aparține metale alcaline.

Caracterizarea potasiului din punct de vedere fizic

Este o substanță simplă care, în condiții normale, se află într-o stare agregată solidă. Punctul de topire este de șaizeci și trei grade Celsius. Același metal se fierbe când temperatura ajunge la șapte sute șaizeci și unu de grade Celsius. Substanța avută în vedere are o culoare alb-argintie. Are un luciu metalic. Densitatea de potasiu este de optzeci și șase sute de grame pe centimetru cub. Este un metal foarte ușor. Formula de potasiu este foarte simplă - nu formează molecule. Această substanță constă din atomi care se află aproape unul de altul și au o latură de cristal. Masa atomică de potasiu este egală cu treizeci și nouă de grame pe mol. Duritatea sa este foarte scăzută - se poate tăia ușor cu un cuțit, cum ar fi brânza.

Potasiu și chimie

În primul rând, potasiul este un element chimic care are o activitate chimică foarte mare. Chiar și pentru a fi depozitat în aer liber este imposibil, deoarece începe imediat să reacționeze cu substanțele înconjurătoare. Potasiul este un element chimic care aparține primului grup și celei de-a patra perioade a tabelului periodic. Are toate proprietățile caracteristice metalelor.

Interacțiunea cu substanțe simple

Acestea includ: oxigen, azot, sulf, fosfor, halogeni (iod, fluor, clor, brom). În vederea, să luăm în considerare interacțiunea dintre potasiu și fiecare dintre ele. Interacțiunea cu oxigenul se numește oxidare. În timpul acestei reacții chimice, potasiul și oxigenul sunt consumate într-un raport molar de patru părți la unu, rezultând formarea oxidului metalului în cauză în două părți. Această interacțiune poate fi exprimată utilizând următoarea ecuație de reacție: 4K + O2 = 2K2O. Când arziți potasiu, puteți observa o flacără violet luminos. Prin urmare, această reacție este considerată calitativă pentru determinarea potasiului. Reacțiile cu halogeni sunt numite în funcție de numele acestor elemente chimice: iodarea, fluorurarea, clorurarea, bromurarea. Aceste interacțiuni pot fi numite reacții de adiție, deoarece atomii a două substanțe diferite se combină într-unul. Un exemplu al unui astfel de proces este reacția dintre potasiu și clor, în urma căreia se formează clorura metalului. Pentru a realiza această interacțiune, este necesar să luăm aceste două componente - două luni de la prima și una de-a doua. Ca rezultat, se formează două moli de compus de potasiu. Această reacție este exprimată prin următoarea ecuație: 2K + CI2 = 2KSI. Cu azot, potasiul poate da compuși când arde în aer liber. În timpul acestei reacții, metalul și azotul în cauză sunt consumate într-un raport molar de șase părți la unu, rezultând formarea de nitrură de potasiu în două părți. Acest lucru poate fi arătat sub forma următoarei ecuații: 6K + N2 = 2K3N. Acest compus este un cristal verde-negru. Cu fosfor, metalul în cauză reacționează prin același principiu. Dacă luăm trei moli de potasiu și un mol de fosfor, obținem câte o moli de fosfid. Această interacțiune chimică poate fi scrisă sub forma unei astfel de ecuații de reacție: 3K + P = K3P. În plus, potasiul este capabil să reacționeze cu hidrogen, formând o hidrură. Ca exemplu, această ecuație poate fi dată: 2K + H2 = 2KN. Toate reacțiile de reacție au loc numai în prezența temperaturilor ridicate.

Interacțiunea cu substanțe complexe

Caracterizarea potasiului din punctul de vedere al chimiei prevede examinarea acestui subiect. Substanțele complexe cu care reacționează potasiul sunt apă, acizi, săruri, oxizi. Cu toate acestea, metalul în cauză reacționează în moduri diferite.

Potasiu și apă

Acest element chimic reacționează violent cu el. În acest caz, se formează hidroxid, precum și hidrogen. Dacă luăm două moli de potasiu și apă, obținem aceeași sumă hidroxid de potasiu și un mol de hidrogen. Această interacțiune chimică poate fi exprimată prin următoarea ecuație: 2K + 2H2O = 2KOH = H2.

Reacțiile cu acizi

Deoarece potasiul este un metal activ, acesta deplasează cu ușurință atomii de hidrogen din compușii lor. Un exemplu este reacția care apare între substanța luată în considerare și acidul clorhidric. Pentru comportamentul său, trebuie să luați două moli de potasiu și, de asemenea, acidul în aceeași cantitate. Ca urmare, a clorură de potasiu - doi molici și hidrogen - o molie. Acest proces poate fi scris cu următoarea ecuație: 2K + 2HCI = 2KSI + H2.

Potasiu și oxizi

Cu acest grup de substanțe anorganice, metalul în cauză reacționează numai cu o încălzire considerabilă. Dacă atomul de metal care face parte din oxid este pasiv decât cel despre care vorbim în acest articol, există, de fapt, o reacție de schimb. De exemplu, dacă luăm două moli de potasiu și un mol de oxid de cupru, ca urmare a interacțiunii lor, se poate obține un mol de oxid al elementului chimic în cauză și un cupru pur. Acest lucru poate fi arătat sub forma următoarei ecuații: 2K + CuO = K2O + Cu. Aici apar proprietățile puternice de reducere a potasiului.

Interacțiunea cu bazele

Potasiul este capabil să reacționeze cu hidroxizi metalici, care se află în partea dreaptă a acestuia în seriile de activitate electrochimică. În acest caz, apar și proprietățile sale de reducere. De exemplu, dacă luăm doi moli de potasiu per mol de hidroxid de bariu, reacția de substituție rezultat obținem substanțe, cum ar fi hidroxidul de potasiu într-o cantitate de doi moli și bariu pur (mol) - precipită. Interacțiunea chimică poate fi reprezentată prin următoarea ecuație: 2K + Ba (OH) 2 = 2KOH + Ba.

Reacții cu săruri

În acest caz, potasiul încă prezintă proprietățile sale ca agent reducător puternic. Înlocuirea atomilor cu elemente chimice mai pasive permite obținerea de metal pur. De exemplu, dacă adăugăm clorură de aluminiu în cantitate de două moli, trei moli de potasiu, apoi ca urmare a acestei reacții obținem trei moli de clorură de potasiu și doi moli de aluminiu. Exprimați acest proces cu ajutorul ecuației poate fi după cum urmează: 3K + 2AІCІ3 = 3KSІ2 + 2АІ.

Reacțiile cu grăsimi

Dacă potasiul este adăugat unei substanțe organice din acest grup, acesta va înlocui și unul dintre atomii de hidrogen. De exemplu, atunci când stearina este amestecată cu metalul în cauză, se formează stearat de potasiu și hidrogen. Substanța obținută este utilizată pentru producerea de săpun lichid. În acest sens, se termină caracterizarea potasiului și interacțiunile sale cu alte substanțe.

Utilizarea potasiului si a compusilor acestuia

Ca toate metalele, considerat în acest articol este necesar pentru multe procese din industrie. Principala aplicare a potasiului are loc in industria chimica. Datorită activității sale chimice ridicate, a proprietăților de reducere a metalului alcalin și a proprietăților sale de reducere, este utilizat ca reactiv pentru multe interacțiuni și pentru obținerea unei varietăți de substanțe. În plus, aliajele cu conținut de potasiu sunt utilizate ca agenți de răcire în reactoarele nucleare. De asemenea, metalul considerat în acest articol își găsește aplicația în ingineria electrică. În plus față de toate cele de mai sus, este una dintre principalele componente ale îngrășămintelor pentru plante. În plus, compușii săi sunt utilizați într-o mare varietate de industrii. Astfel, în extracția aurului se folosește cianura de potasiu, care servește ca reactiv pentru recuperarea metalelor valoroase din minereuri. În producția de sticlă se aplică carbonat de potasiu. Fosfații din elementul chimic în cauză sunt componente ale diferiților agenți de curățare și pulberi. În meciuri există clorat de acest metal. În fabricarea filmelor pentru camerele vechi, a fost utilizată bromura elementului în cauză. După cum știți deja, se poate obține prin bromurarea potasiului în condiții de temperatură ridicată. În medicină, este utilizată clorura acestui element chimic. În fabricarea săpunurilor - stearat și alți derivați ai grăsimilor.

Pregătirea metalelor luate în considerare

În zilele noastre, potasiul este extras în laboratoare în două moduri principale. Primul este să-l restabilească din hidroxid cu sodiu, care este chimic chiar mai activ decât potasiul. Și a doua este obținerea de clorură, de asemenea, cu ajutorul sodiului. Dacă adăugați aceeași cantitate de sodiu la un mol de hidroxid de potasiu, se formează un mol de sodiu alcalin și potasiu pur. Ecuația pentru această reacție este după cum urmează: KOH + Na = NaOH + K. Pentru al doilea tip de reacție, clorura metalului și a sodiului trebuie amestecate în proporții egale. Ca rezultat, substanțe cum ar fi sarea de potasiu și potasiu se formează în același raport. Această interacțiune chimică poate fi exprimată prin intermediul următoarei ecuații de reacție: KSI + Na = NaCl + K.

Structura de potasiu

Atomul acestui element chimic, ca toate celelalte, constă într-un nucleu care conține protoni și neutroni, precum și electroni care se rotesc în jurul acestuia. Numărul de electroni este întotdeauna egal cu numărul de protoni care se află în interiorul nucleului. Dacă un electron se deconectează sau se unește cu atomul, acesta încetează să mai fie neutru și se transformă într-un ion. Ele sunt de două feluri: cationi și anioni. Primii au o taxă pozitivă, în timp ce cei din urmă au o taxă negativă. Dacă un electron s-a alăturat atomului, atunci el se transformă într-un anion și dacă vreunul dintre electroni își părăsește orbita, atomul neutru devine un cation. Întrucât numărul de serie al potasiului, conform tabelului lui Mendeleyev, este nouăsprezece, există atât de mulți protoni în nucleul acestui element chimic, de asemenea. Prin urmare, putem concluziona că există circa 19 electroni în jurul nucleului. Numărul de protoni care sunt conținute în structura unui atom poate fi determinat prin scăderea numărului atomic al elementului chimic din masa atomică. Așadar, putem concluziona că există douăzeci de protoni în miezul de potasiu. Deoarece metalul considerat în acest articol aparține celei de-a patra perioade, el are patru orbite, pe care electronii sunt localizați în mod uniform, care sunt în mod constant în mișcare. Schema de potasiu este după cum urmează: prima orbita are doi electroni, al doilea - ca opt sau ca în al treilea la ultima, a patra orbită se rotește doar un singur electron. Acest lucru explică nivelul ridicat al activității chimice a metalelor - orbita sa finală nu este complet umplut, asa ca el se straduieste sa se conecteze cu orice alți atomi, cauzand electronii lor trecut orbitele devin comune.

Unde puteți găsi acest element în natură?

Deoarece are o activitate chimică extrem de ridicată, nu se găsește nicăieri pe planetă în formă pură. Se poate observa numai în compoziția diferiților compuși. Fracțiune de masă Potasiul din scoarța pământului este de 2,4%. Cele mai frecvente minerale, care includ potasiul, sunt salvinitul și carnalitul. Primul are următoarea formulă chimică: NaCl • KCI. Ea are o colorare pestriță și constă din multe cristale de diferite culori. În funcție de raportul dintre clorura de potasiu și sodiu, precum și prezența impurităților, aceasta poate conține componente roșii, albastre, roz, portocalii. Al doilea mineral, carnalit, arată ca niște cristale transparente, albastru, roz deschis sau galben pal. Formula sa chimică arată astfel: KCl • MgCl2 • 6H2O. Este hidrat cristalin.

Rolul potasiului in organism, simptomele lipsei si excesului

Acesta, împreună cu sodiul, menține echilibrul apă-sare a celulei. De asemenea, participă la transferul membranelor impulsului nervos. În plus, reglementează echilibrul acido-bazic în celulă și pe tot corpul ca întreg. Participă la metabolismul, previne apariția de edem, o parte a citoplasmei - aproximativ cincizeci de procente din ei - sare a metalului. Principalele indicații pe care corpul nu dispune de potasiu este umflarea, apariția bolii, cum ar fi hidrocefalia, iritabilitate și tulburări ale sistemului nervos, reacția de inhibare și tulburări de memorie. În plus, o cantitate necorespunzătoare a acestui oligoelement afectează în mod negativ sistemele cardiovasculare și musculare. Lipsa de potasiu pentru foarte mult timp poate provoca un atac de cord sau accident vascular cerebral. Dar, din cauza excesului de potasiu din organism, se poate dezvolta un ulcer subcutanat. Pentru a echilibra nutriția în așa fel încât să obțineți o cantitate normală de potasiu, trebuie să știți ce produse conține.

Alimente cu conținut ridicat de micronutrienți în cauză

În primul rând, acestea sunt nuci, cum ar fi cashews, nuci, alune, alune, migdale. De asemenea, o mulțime este în cartofi. În plus, potasiul se găsește în fructe uscate, cum ar fi stafide, caise uscate, prune. Acest element este bogat în nuci de pin. De asemenea, concentrația ridicată este observată în fasole: fasole, mazăre, linte. Kale de mare este, de asemenea, bogat în acest element chimic. Încă alte produse care conțin acest element în cantități mari sunt ceaiul verde și cacao. În plus, în concentrație mare se găsește în multe fructe, cum ar fi avocado, banane, piersici, portocale, grapefruit, mere. Multe cereale sunt bogate în micronutrienți în cauză. Acesta este în primul rând un orz de perle, precum și grâu și hrișcă. Și în patrunjelul și în germenii de Bruxelles există mult potasiu. În plus, se găsește în morcovi și pepeni. Ceapa și usturoiul au o cantitate considerabilă de element chimic în cauză. Ouăle de pui, laptele și brânza sunt, de asemenea, bogate în potasiu. Norma zilnică a acestui element chimic pentru persoana obișnuită este de la trei la cinci grame.

concluzie

După citirea acestui articol, putem concluziona că potasiul este un element chimic extrem de important. Este necesară sintetizarea multor compuși din industria chimică. În plus, este utilizat și în multe alte industrii. De asemenea, este foarte important pentru organismul uman, prin urmare, trebuie să meargă regulat și în cantitatea necesară cu alimente.