Калий
(Kalium) К, химический элемент 1 группы периодической системы Менделеева. Атомный номер 19, атомная масса 39,098. Серебряно-белый, очень лёгкий, мягкий и легкоплавкий металл. Элемент состоит из двух стабильных изотопов — 39K (93,08%), 41K (6,91%) и одного слабо радиоактивного 40K (0,01%) с периодом полураспада 1,32․109 лет. Историческая справка. Некоторые соединения К. (например, поташ, добывавшийся из древесной золы) были известны уже в древности. Однако их не отличали от соединений натрия (См. Натрий). Только в 18 в. Было показано различие между «растительной щёлочью» (поташем K2CO3) и «минеральной щёлочью» (содой Na2CO3). В 1807 Г. Дэви электролизом слегка увлажнённых твёрдых едких кали и натра (KOH и NaOH) выделил К.
И натрий и назвал их потассием и содием. В 1809 Л. В. Гильберт предложил название «калий» (от араб. Аль-кали — поташ) и «натроний» (от араб. Натрун — природная сода). Последнее И. Я. Берцелиус в 1811 изменил на «натрий». Название «потассий» и «содий» сохранились в Великобритании, США, Франции и некоторых др. Странах. В России эти названия в 1840-х гг. Были заменены на «калий» и «натрий», принятые в Германии, Австрии и Скандинавских странах. Распространение в природе. К. — распространённый элемент. Содержание в литосфере 2,50% по массе. В магматических процессах К., как и натрий, накапливается в кислых магмах, из которых кристаллизуются граниты и др. Породы (среднее содержание К. 3,34%). К. Входит в состав полевых шпатов (См. Полевые шпаты) и слюд (См.
Слюды). В основных и ультраосновных породах, богатых железом и магнием, К. Мало. На земной поверхности К., в отличие от натрия, мигрирует слабо. При выветривании горных пород К. Частично переходит в воды, но оттуда его быстро захватывают организмы и поглощают глины, поэтому воды рек бедны К. И в океан его поступает много меньше, чем натрия. В океане К. Поглощается организмами и донными илами (например, входит в состав глауконита). Поэтому океанические воды содержат лишь 0,038% К. — в 25 раз меньше, чем натрия. В прошлые геологические эпохи, особенно в пермском периоде (около 200 млн. Лет назад) на поздних стадиях испарения морской воды в лагунах, после осаждения NaCl, кристаллизовались соли К. И магния — карналлит KCI․MgCI2․6H2O и др.
(Соликамское месторождение в СССР, Штасфуртское в ГДР и т.д. См. Калийные соли). В большинстве почв растворимых соединений К. Мало, и культурные растения нуждаются в калийных удобрениях. Радиоактивный изотоп 40K — важный источник глубинного тепла, особенно в прошлые эпохи, когда этого изотопа было больше. При распаде 40K образуются 40Ca и аргон 40Ar, уходящий в атмосферу. Некоторые минералы К. Не теряют аргона, и по его содержанию можно определить абсолютный возраст горных пород (т. Н. Калий-аргоновый метод). Физические и химические. Свойства. К. — серебряно-белый, очень лёгкий и мягкий металл (без труда режется ножом). Кристаллическая решётка К. Объёмно-центрированная кубическая, а = 5,33 Å. Ат. Радиус 2,36 Å, ионный радиус К+ 1,33 Å.
Плотность 0,862 г/см3 (20 °С), tпл 63,55 °С, tkип 760 °С. Коэффициент термического расширения 8,33․10-5 (0—50 °С). Теплопроводность при 21 °С 97,13 вт/(м․К) [0,232 кал/(см․сек․°С)]. Удельная теплоёмкость (при 20 °С) 741,2 дж/(кг․К), т. Е. 0,177 кал/(г․°С), удельное электросопротивление (при 20 °С) 7,118․10-8 ом․м. Температурный коэффициент электросопротивления 5,8․10-5 (20 °С). Твёрдость по Бринеллю 400 кн/м2 (0,04 кгс/мм2). Конфигурация внешней электронной оболочки атома К. 4s1 в соответствии с чем его валентность в соединениях постоянно равна 1. Единственный валентный электрон атома К. Более удалён от его ядра, чем валентные электроны лития и натрия, поэтому химическая активность К. Выше, чем этих двух металлов. На воздухе, особенно влажном, К.
Быстро окисляется, вследствие чего его хранят в бензине, керосине или минеральном масле. При комнатной температуре К. Реагирует с галогенами. При слабом нагревании соединяется с серой, при более сильном — с селеном и теллуром. При нагревании выше 200 °С в атмосфере водорода К. Образует гидрид KH, самовоспламеняющийся на воздухе. Азот и К. Не взаимодействуют даже при нагревании под давлением, но под влиянием электрического разряда эти элементы образуют азид К. KN3 и нитрид К. K3N. При нагревании К. С графитом получаются карбиды KC8 (при 300 °С) и KC16 (при 360 °С). В сухом воздухе (или кислороде) К. Образует желтовато-белую окись K2O и оранжевую перекись KO2 (известны также перекиси K2O2 и K2O3, получаемые действием кислорода на раствор К.
В жидком аммиаке). К. Весьма энергично, иногда со взрывом реагирует с водой, выделяя водород (2K + 2H2O = 2KOH + H2), а также с водными растворами кислот, образуя соли. В аммиаке К. Медленно растворяется. Полученный синий раствор — сильный восстановитель. При нагревании К. Отнимает кислород от окислов и солей кислородных кислот с образованием K2O и свободных металлов (или их окислов). К. Со спиртами даёт алкоголяты, ускоряет полимеризацию олефинов и диолефинов, с галогеналкилами и галогенарилами образует калийалкилы и калийарилы. Присутствие К. Легко определить по фиолетовому окрашиванию пламени. Получение и применение. В промышленности К. Получают по обменным реакциям между металлическим натрием и KOH или же KCl, соответственно.
KOH + Na = NaOH + K и KCl + Na = NaCI + К. В первом случае реакция идёт между расплавленной гидроокисью KOH и жидким Na — противотоком в тарельчатой реакционной колонке из никеля при 380—440 °С. Во втором — через расплавленную соль KCl пропускают пары Na при 760—800 °С. Выделяющиеся пары К. Конденсируют. Возможно также получение К. Нагреванием выше 200 °С смесей хлорида К. С алюминием (или кремнием) и известью. Получение К. Электролизом расплавленных KOH или KCl мало распространено вследствие низких выходов К. По току и трудности обеспечения безопасности процесса. Основное применение металлического К. — приготовление перекиси К., служащей для регенерации кислорода (в подводных лодках и др.). Сплавы натрия с 40—90% К., сохраняющие жидкое состояние при комнатной температуре, используются в ядерных реакторах как теплоносители, как восстановители в производстве Титана и как поглотители кислорода.
Сельское хозяйство — главный потребитель солей К. (см. Калийные удобрения. О применении соединений К. См. В соответствующих статьях). Лит. Калий, в кн. Краткая химическая энциклопедия, т. 2, М., 1963. Некрасов Б. В., Основы общей химии, т. 3, М., 1970. Реми Г., Курс неорганической химии, пер. С нем., т. 1, М., 1963. С. А. Погодин. Калий в организме. К. — один из биогенных элементов (См. Биогенные элементы), постоянная составная часть растений и животных. Суточная потребность в К. У взрослого человека (2—3 г) покрывается за счёт мяса и растительных продуктов. У грудных детей потребность в К. (30 мг/кг) полностью покрывается грудным молоком, в котором 60—70 мг% К. Многие морские организмы извлекают К. Из воды. Растения получают К. Из почвы. У животных содержание К.
Составляет в среднем 2,4 г/кг. В отличие от натрия (См. Натрий), К. Сосредоточен главным образом в клетках, во внеклеточной среде его много меньше. В клетке К. Распределён неравномерно. Ионы К. Участвуют в генерации и проведении биоэлектрических потенциалов (См. Биоэлектрические потенциалы) в нервах и мышцах, в регуляции сокращений сердца и др. Мышц, поддерживают осмотического давление и гидратацию коллоидов в клетках, активируют некоторые ферменты. Метаболизм К. Тесно связан с углеводным обменом. Ионы К. Влияют на синтез белков. К+ в большинстве случаев нельзя заменить на Na+. Клетки избирательно концентрируют К+. Угнетение гликолиза, дыхания, фотосинтеза, нарушение проницаемости наружной клеточной мембраны приводят к выходу К+ из клеток, часто в обмен на Na+.
Выделяется К. Из организма главным образом с мочой. Содержание К. В крови и тканях позвоночных регулируется гормонами надпочечников — кортикостероидами. В растениях К. Распределяется неравномерно. В вегетативных органах растения его больше, чем в корнях и семенах. Много К. В бобовых, свёкле, картофеле, листьях табака и кормовых злаковых травах (20—30 г/кг сухого вещества). При недостатке К. В почвах замедляется рост растений, повышается заболеваемость. Норма калийных удобрений (См. Калийные удобрения) зависит от типа с.-х. Культуры и почвы. В биосфере микроэлементы Rb и Cs сопутствуют К. Ионы Li+ и Na+ — антагонисты К+, поэтому важны не только абсолютные концентрации К+ и Na+, но и оптимальные соотношения K+/Na+ в клетках и среде.
Естественная радиоактивность организмов (гамма-излучение) почти на 90% обусловлена присутствием в тканях естественного радиоизотопа 40K. Лит. Капланский С. Я., Минеральный обмен, М. — Л., 1938. Вишняков С. И., Обмен макроэлементов у сельскохозяйственных животных, М., 1967. Сатклифф Дж.-Ф., Поглощение минеральных солей растениями, пер. С англ., М., 1964. И. А. Скульский. В медицине с лечебными целями применяют ацетат CH3COOK как мочегонное (чаще против отёков, вызванных сердечной недостаточностью) и хлорид KCl в случае недостаточности К. В организме (развивается при лечении некоторыми гормональными препаратами, наперстянкой, при большой потере жидкости с рвотой и поносом, при применении некоторых мочегонных средств и др.).
Перхлорат KClO4 тормозит продукцию тироксина (гормона щитовидной железы) и применяется при тиреотоксикозе. Перманганат калия KMnO4 (марганцовокислый калий) используют как антисептическое средство.
Дополнительный поиск Калий 
На нашем сайте Вы найдете значение "Калий" в словаре Большая Советская энциклопедия, подробное описание, примеры использования, словосочетания с выражением Калий, различные варианты толкований, скрытый смысл.
Первая буква "К". Общая длина 5 символа
