تاریخچه کشف پتاسیم: تاریخچه کشف عنصر خواص شیمیایی مهم ترین ترکیبات پتاسیم
پتاسیم(lat. Kalium)، K (بخوانید "پتاسیم")، یک عنصر شیمیایی با عدد اتمی 19، جرم اتمی 39.0983.
پتاسیم در طبیعت به شکل دو هسته پایدار وجود دارد: 39 K (93.10 درصد جرم) و 41 K (6.88 درصد)، و همچنین یک K40 رادیواکتیو (0.02 درصد). نیمه عمر پتاسیم-40 T 1/2 تقریباً 3 برابر کمتر از T 1/2 اورانیوم-238 است و 1.28 میلیارد سال است. در بفروپاشی پتاسیم 40 کلسیم 40 پایدار تولید می کند و واپاشی بر اساس نوع جذب الکترون گاز بی اثر آرگون 40 تولید می کند.
2K + 2H 2 O = 2KOH + H 2
8K + 4H 2 SO 4 \u003d K 2 S + 3K 2 SO 4 + 4H 2 O.
هنگامی که پتاسیم در دمای 200-300 درجه سانتیگراد گرم می شود، با هیدروژن (H) واکنش می دهد و یک هیدرید نمک مانند KH تشکیل می دهد:
اعلام وصول:پتاسیم در حال حاضر از طریق واکنش با سدیم مایع (Na) مذاب KOH (در دمای 380-450 درجه سانتیگراد) یا KCl (در دمای 760-890 درجه سانتیگراد) تولید می شود:
Na + KOH = NaOH + K
پتاسیم همچنین از طریق الکترولیز مذاب KCl مخلوط با K 2 CO 3 در دمای نزدیک به 700 درجه سانتیگراد به دست می آید:
2KCl \u003d 2K + Cl 2
پتاسیم با تقطیر خلاء از ناخالصی ها پاک می شود.
کاربرد:مواد فلزی پتاسیم برای الکترودها در منابع جریان شیمیایی. آلیاژ پتاسیم با فلز قلیایی دیگر، سدیم (Na)، به عنوان خنک کننده در راکتورهای هسته ای استفاده می شود.
در مقیاس بسیار بزرگتر از پتاسیم فلزی، از ترکیبات آن استفاده می شود. پتاسیم جزء مهمتغذیه معدنی گیاهان (این حدود 90 درصد از نمک های پتاسیم استخراج شده را می گیرد)، آنها به مقدار قابل توجهی برای رشد طبیعی به آن نیاز دارند، بنابراین کودهای پتاس به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرند: کلرید پتاسیم KCl، نیترات پتاسیم، یا نیترات پتاسیم، KNO 3، نمک پتاسیم K 2 و سایر نمک های پتاسیم CO. پتاس همچنین در ساخت عینک های نوری خاص، به عنوان جاذب سولفید هیدروژن در تصفیه گازها، به عنوان عامل آب زدایی و در دباغی چرم استفاده می شود.
یدید پتاسیم KI به عنوان دارو استفاده می شود. یدید پتاسیم همچنین در عکاسی و به عنوان کود کوچک استفاده می شود. محلول پرمنگنات پتاسیم KMnO 4 ("پرمنگنات پتاسیم") به عنوان یک ضد عفونی کننده استفاده می شود.
نقش بیولوژیکی:پتاسیم یکی از مهم ترین عناصر بیوژنیک است که به طور مداوم در تمام سلول های همه موجودات وجود دارد. یون های پتاسیم K+ در عملکرد کانال های یونی و تنظیم نفوذپذیری غشاهای بیولوژیکی، در تولید و هدایت یک تکانه عصبی، در تنظیم فعالیت قلب و سایر عضلات نقش دارند. فرآیندهای مختلفمتابولیسم محتوای پتاسیم در بافت های حیوانات و انسان توسط هورمون های استروئیدی غدد فوق کلیوی تنظیم می شود. به طور متوسط بدن انسان (وزن بدن 70 کیلوگرم) حدود 140 گرم پتاسیم دارد. بنابراین، برای زندگی عادی همراه با غذا، بدن باید 2-3 گرم پتاسیم در روز دریافت کند. غذاهای غنی از پتاسیم مانند کشمش، زردآلو خشک، نخود و غیره.
پتاسیم (به انگلیسی Potassium, French Potassium, German Kalium) در سال 1807 توسط دیوی کشف شد که الکترولیز پتاس سوزاننده جامد و کمی مرطوب شده را تولید کرد. دیوی فلز جدید را پتاسیم نامید، اما نامش باقی نماند. معلوم شد که پدرخوانده فلز هیلبرت، ناشر معروف مجله "Annalen deg Physik" است که نام "پتاسیم" را پیشنهاد داده است. در آلمان و روسیه به تصویب رسید. هر دو نام از اصطلاحاتی گرفته شده اند که مدت ها قبل از کشف فلز پتاسیم استفاده می شد. کلمه پتاسیم از کلمه پتاس گرفته شده است که احتمالاً در قرن شانزدهم ظاهر شده است. در ون هلمونت و در نیمه دوم قرن هفدهم یافت می شود. به طور گسترده ای به عنوان نام یک محصول تجاری - پتاس - در روسیه، انگلستان و هلند استفاده می شود. کلمه potashe که به روسی ترجمه شده است به معنای "خاکستر قابلمه یا خاکستر پخته شده در قابلمه" است. در قرن XVI - XVII. پتاس به مقدار زیاد از خاکستر چوب بدست می آمد که در دیگ های بزرگ جوشانده می شد. از پتاس عمدتاً نمک لیتری (تصفیه شده) تهیه می شد که از آن برای تهیه باروت استفاده می شد. به خصوص پتاس زیادی در روسیه تولید می شد، در جنگل های نزدیک آرزاماس و آرداتوف در کارخانه های سیار (میدان) که متعلق به یکی از بستگان تزار الکسی میخایلوویچ، بویار نزدیک B.I. Morozov بود. در مورد کلمه پتاسیم، از واژه عربی قلیایی (مواد قلیایی) گرفته شده است. در قرون وسطی، قلیایی ها یا به قول آن زمان ها نمک های قلیایی تقریباً با یکدیگر تفاوتی نداشتند و آنها را با نام هایی به همین معنی می نامیدند: ناترون، بوراکس، ورک و غیره. کلمه کالی (قیله) در حدود 850 سال در نویسندگان عرب یافت می شود، سپس کلمه قالی (القلی) شروع به استفاده از کلمه قالی (القلی) می کند که از گیاه قالیش یا قلشجین به دست می آید. قالج با این واژه ها (سوزاندن) همراه است. در عصر ایاتروشیمی، قلیاها شروع به تقسیم به "ثابت" و "فرار" کردند. در قرن هفدهم اسامی قلیایی فیکسوم معدنی (قلیایی ثابت معدنی یا سود سوزآور)، قلیایی فیکسوم وجود دارد. گیاهی (قلیایی ثابت گیاهی یا پتاس و پتاس سوزاننده)، و همچنین فرار قلیایی (قلیایی فرار یا NH 3). سیاه بین قلیایی سوزاننده و نرم یا کربنی تمایز قائل می شود. قلیاها در جدول اجسام ساده دیده نمی شوند، اما در پاورقی جدول، Lavoisier نشان می دهد که قلیاهای ثابت (پتاس و سودا) احتمالاً مواد پیچیده ای هستند، اگرچه ماهیت ترکیبات آنها هنوز مطالعه نشده است. در ادبیات شیمی روسیه ربع اول قرن نوزدهم. پتاسیم پتاسیم (Soloviev، 1824)، پتاس (بیمه، 1825)، پتاس (Shcheglov، 1830) نامیده شد. در "فروشگاه Dvigubsky" قبلاً در سال 1828. همراه با نام پتاس (سولفات پتاس) نام کالی (پتاس سوزاننده، هیدروکسید پتاسیم و غیره) وجود دارد. نام پتاسیم پس از انتشار کتاب درسی هس به طور کلی پذیرفته شد.
پتاسیم
پتاسیم-من؛ متر[عربی. kali] عنصر شیمیایی (K)، فلز نقره ای رنگ سفیداستخراج شده از نمک کربن پتاسیم (پتاس).
◁ پتاسیم، th، th. ذخایر K-ام. نمک های Kپتاس، th، th. صنعت K-ام. کودهای K
پتاسیم(lat. Kalium)، یک عنصر شیمیایی از گروه I از سیستم تناوبی، متعلق به فلزات قلیایی است. این نام از کلمه عربی al-kali - پتاس (یک ترکیب پتاسیم شناخته شده که از خاکستر چوب استخراج می شود) گرفته شده است. فلز نقره ای سفید، نرم، قابل ذوب؛ چگالی 0.8629 گرم بر سانتی متر 3، تی pl 63.51 درجه سانتیگراد. به سرعت در هوا اکسید می شود، با آب واکنش انفجاری نشان می دهد. از نظر شیوع در پوسته زمین، جایگاه هفتم را اشغال می کند (مواد معدنی: سیلوین، کاینیت، کارنالیت و غیره؛ نمک های پتاسیم را ببینید). بخشی از بافت موجودات گیاهی و جانوری است. حدود 90 درصد از نمک های استخراج شده به عنوان کود استفاده می شود. فلز پتاسیم در منابع جریان شیمیایی به عنوان یک گیرنده در لوله های الکترونی برای به دست آوردن سوپرپراکسید KO2 استفاده می شود. آلیاژهای پتاسیم با خنک کننده های سدیم در راکتورهای هسته ای.
پتاسیمپتاسیم (lat. Kalium)، K (بخوانید "پتاسیم")، یک عنصر شیمیایی با عدد اتمی 19، جرم اتمی 39.0983.
پتاسیم به طور طبیعی به عنوان دو هسته پایدار وجود دارد (سانتی متر. NUCLIDE): 39 K (93.10 درصد جرم) و 41 K (6.88 درصد) و همچنین یک K40 رادیواکتیو (0.02 درصد). نیمه عمر پتاسیم-40 T 1/2 تقریباً 3 برابر کمتر از T 1/2 اورانیوم-238 است و 1.28 میلیارد سال است. در طی فروپاشی b پتاسیم-40، کلسیم-40 پایدار تشکیل می شود و در طی واپاشی توسط نوع جذب الکترون (سانتی متر.ضبط الکترونیکی)گاز بی اثر آرگون-40 تشکیل می شود.
پتاسیم یکی از فلزات قلیایی است (سانتی متر.فلزات قلیایی). در سیستم تناوبی مندلیف، پتاسیم در دوره چهارم در زیر گروه IA جایگاهی را اشغال می کند. پیکربندی لایه الکترونی بیرونی 4 س 1، بنابراین پتاسیم همیشه حالت اکسیداسیون 1+ (ظرفیت I) را نشان می دهد.
شعاع اتمی پتاسیم 0.227 نانومتر، شعاع یون K + 0.133 نانومتر است. انرژی یونیزاسیون متوالی اتم پتاسیم 4.34 و 31.8 eV است. الکترونگاتیوی (سانتی متر.نگاتیوی الکتریکی)پتاسیم بر اساس Pauling 0.82 که نشان دهنده خواص فلزی برجسته آن است.
که در فرم رایگان- فلز نرم، سبک، نقره ای.
تاریخچه کشف
ترکیبات پتاسیم و همچنین نزدیکترین آنالوگ شیمیایی آن - سدیم (سانتی متر.سدیم)، از دوران باستان شناخته شده بوده و در زمینه های مختلف فعالیت های انسانی مورد استفاده قرار می گرفته است. با این حال، خود این فلزات برای اولین بار تنها در سال 1807 در طول آزمایش های دانشمند انگلیسی G. Davy در حالت آزاد جدا شدند. (سانتی متر.دیوی هامفری). دیوی با استفاده از سلول های گالوانیکی به عنوان منبع جریان الکتریکی، الکترولیز مذاب پتاس را انجام داد. (سانتی متر.پتاس)و سود سوزآور (سانتی متر.سود سوزآور)و به این ترتیب پتاسیم و سدیم فلزی را جدا کرد که آنها را "پتاسیم" (از این رو نام پتاسیم موجود در کشورهای انگلیسی زبان و فرانسه) و "سدیم" نامید. در سال 1809، شیمیدان انگلیسی L. V. Gilbert نام "پتاسیم" (از عربی al-kali - پتاس) را پیشنهاد کرد.
بودن در طبیعت
محتوای پتاسیم در پوسته زمین 2.41 درصد جرمی است، پتاسیم در میان ده عنصر رایج در پوسته زمین قرار دارد. مواد معدنی اصلی حاوی پتاسیم: سیلوین (سانتی متر.سیلوین) KCl (52.44٪ K)، سیلوینیت (Na, K) Cl (این ماده معدنی یک مخلوط مکانیکی متراکم فشرده از کریستال های کلرید پتاسیم KCl و کلرید سدیم NaCl است)، کارنالیت (سانتی متر.کارنالیت) KCl MgCl 2 6H 2 O (35.8٪ K)، آلومینوسیلیکات های مختلف (سانتی متر.آلوموسیلیکات ها)حاوی پتاسیم، کاینیت (سانتی متر.کینیت) KCl MgSO 4 3H 2 O، پلی هالیت (سانتی متر.پلی هالیت) K 2 SO 4 MgSO 4 2CaSO 4 2H 2 O ، آلونیت (سانتی متر. ALUNITE) KAl 3 (SO 4) 2 (OH) 6. آب دریا حاوی حدود 0.04 درصد پتاسیم است.
اعلام وصول
در حال حاضر، پتاسیم از واکنش با سدیم مایع مذاب KOH (در دمای 380-450 درجه سانتی گراد) یا KCl (در دمای 760-890 درجه سانتی گراد) به دست می آید:
Na + KOH = NaOH + K
پتاسیم همچنین از طریق الکترولیز مذاب KCl مخلوط با K 2 CO 3 در دمای نزدیک به 700 درجه سانتیگراد به دست می آید:
2KCl \u003d 2K + Cl 2
پتاسیم با تقطیر خلاء از ناخالصی ها پاک می شود.
خواص فیزیکی و شیمیایی
فلز پتاسیم نرم است، به راحتی با چاقو بریده می شود و قابل فشار دادن و چرخاندن است. این پارامتر دارای یک شبکه مکعبی متمرکز بر بدنه است آ= 0.5344 نانومتر. چگالی پتاسیم کمتر از چگالی آب و برابر با 0.8629 گرم بر سانتی متر مکعب است. مانند تمام فلزات قلیایی، پتاسیم به راحتی ذوب می شود (نقطه ذوب 63.51 درجه سانتیگراد) و حتی در حرارت نسبتاً کم (نقطه جوش پتاسیم 761 درجه سانتیگراد) شروع به تبخیر می کند.
پتاسیم مانند سایر فلزات قلیایی از نظر شیمیایی بسیار فعال است. به راحتی با اکسیژن اتمسفر تعامل می کند و مخلوطی را تشکیل می دهد که عمدتاً از پراکسید K 2 O 2 و سوپراکسید KO 2 (K 2 O 4 ) تشکیل شده است:
2K + O 2 \u003d K 2 O 2، K + O 2 \u003d KO 2.
هنگامی که در هوا گرم می شود، پتاسیم با شعله بنفش قرمز می سوزد. با آب و اسیدهای رقیق، پتاسیم با یک انفجار تعامل می کند (هیدروژن حاصل مشتعل می شود):
2K + 2H 2 O = 2KOH + H 2
اسیدهای حاوی اکسیژن را می توان در این تعامل کاهش داد. به عنوان مثال، اتم گوگرد اسید سولفوریک به S، SO 2 یا S 2 کاهش می یابد:
8K + 4H 2 SO 4 \u003d K 2 S + 3K 2 SO 4 + 4H 2 O.
وقتی پتاسیم در دمای 200-300 درجه سانتیگراد گرم می شود، با هیدروژن واکنش می دهد و هیدرید نمک مانند KN را تشکیل می دهد:
2K + H 2 = 2KH
با هالوژن (سانتی متر.هالوژن ها)پتاسیم با انفجار تعامل دارد. جالب است بدانید که پتاسیم با نیتروژن تعاملی ندارد.
مانند سایر فلزات قلیایی، پتاسیم به راحتی در آمونیاک مایع حل می شود و محلول های آبی تشکیل می دهد. در این حالت از پتاسیم برای انجام واکنش های خاصی استفاده می شود. در طی ذخیره سازی، پتاسیم به آرامی با آمونیاک واکنش داده و آمید KNH 2 را تشکیل می دهد:
2K + 2NH 3 fl. \u003d 2KNH 2 + H 2
مهمترین ترکیبات پتاسیم عبارتند از اکسید K 2 O , K 2 O 2 پراکسید, K 2 O 4 سوپراکسید, KOH هیدروکسید, یدید KI, کربنات K 2 CO 3 و کلرید KCl .
اکسید پتاسیم K 2 O، به عنوان یک قاعده، به طور غیر مستقیم به دلیل واکنش پراکسید و پتاسیم فلزی به دست می آید:
2K + K 2 O 2 \u003d 2K 2 O
این اکسید خواص اساسی برجسته ای از خود نشان می دهد، به راحتی با آب واکنش می دهد و هیدروکسید پتاسیم KOH را تشکیل می دهد:
K 2 O + H 2 O \u003d 2KOH
هیدروکسید پتاسیم یا پتاس سوزاننده در آب بسیار محلول است (تا 49.10 درصد وزنی در دمای 20 درجه سانتیگراد). محلول به دست آمده یک پایه بسیار قوی مربوط به قلیاها است ( سانتی متر.قلیایی). KOH با اکسیدهای اسیدی و آمفوتریک واکنش می دهد:
SO 2 + 2KOH \u003d K 2 SO 3 + H 2 O،
Al 2 O 3 + 2KOH + 3H 2 O \u003d 2K (بنابراین واکنش در محلول ادامه می یابد) و
Al 2 O 3 + 2KOH \u003d 2KAlO 2 + H 2 O (هنگامی که معرف ها ذوب می شوند واکنش به این ترتیب ادامه می یابد).
در صنعت، هیدروکسید پتاسیم KOH با الکترولیز محلول های آبی KCl یا K2CO3 با استفاده از غشاهای تبادل یونی و دیافراگم ها به دست می آید:
2KCl + 2H 2 O \u003d 2KOH + Cl 2 + H 2،
یا به دلیل واکنش های مبادله محلول های K 2 CO 3 یا K 2 SO 4 با Ca (OH) 2 یا Ba (OH) 2:
K 2 CO 3 + Ba(OH) 2 = 2KOH + BaCO 3
تماس با هیدروکسید پتاسیم جامد یا قطرات محلول آن روی پوست و چشم باعث سوختگی شدید پوست و غشاهای مخاطی می شود، بنابراین با این مواد سوزاننده فقط باید با عینک و دستکش کار کنید. محلول های آبی هیدروکسید پتاسیم در حین ذخیره سازی شیشه را از بین می برد، پرسلن را ذوب می کند.
کربنات پتاسیم K 2 CO 3 (که معمولاً پتاس نامیده می شود) از خنثی کردن محلول هیدروکسید پتاسیم با دی اکسید کربن به دست می آید:
2KOH + CO 2 \u003d K 2 CO 3 + H 2 O.
مقادیر قابل توجهی پتاس در خاکستر برخی از گیاهان یافت می شود.
کاربرد
فلز پتاسیم ماده ای برای الکترودها در منابع جریان شیمیایی است. آلیاژ پتاسیم با یک فلز قلیایی دیگر - سدیم به عنوان خنک کننده استفاده می شود (سانتی متر.خنک کننده)در راکتورهای هسته ای
در مقیاس بسیار بزرگتر از پتاسیم فلزی، از ترکیبات آن استفاده می شود. پتاسیم یک جزء مهم از تغذیه معدنی گیاهان است، آنها به مقدار قابل توجهی برای رشد طبیعی به آن نیاز دارند، بنابراین کودهای پتاس به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرند. (سانتی متر.کودهای پتاس): کلرید پتاسیم KCl، نیترات پتاسیم، یا نیترات پتاسیم، KNO 3، پتاس K 2 CO 3 و سایر نمک های پتاسیم. پتاس همچنین در ساخت عینک های نوری خاص، به عنوان جاذب سولفید هیدروژن در تصفیه گازها، به عنوان عامل آب زدایی و در دباغی چرم استفاده می شود.
یدید پتاسیم KI به عنوان دارو استفاده می شود. یدید پتاسیم همچنین در عکاسی و به عنوان کود کوچک استفاده می شود. محلول پرمنگنات پتاسیم KMnO 4 ("پرمنگنات پتاسیم") به عنوان یک ضد عفونی کننده استفاده می شود.
بر اساس محتوا در سنگ ها ah رادیواکتیو 40 K سن آنها را تعیین می کند.
پتاسیم در بدن
پتاسیم یکی از مهمترین عناصر بیوژنیک است (سانتی متر.عناصر بیوژنیک)در تمام سلول های همه موجودات وجود دارد. یون های پتاسیم K + در عملکرد کانال های یونی نقش دارند (سانتی متر.کانال های یونی)و تنظیم نفوذپذیری غشاهای بیولوژیکی (سانتی متر.غشاهای بیولوژیکی)در تولید و هدایت یک تکانه عصبی، در تنظیم فعالیت قلب و سایر عضلات، در فرآیندهای متابولیک مختلف. محتوای پتاسیم در بافت های حیوانات و انسان توسط هورمون های استروئیدی غدد فوق کلیوی تنظیم می شود. به طور متوسط بدن انسان (وزن بدن 70 کیلوگرم) حدود 140 گرم پتاسیم دارد. بنابراین، برای زندگی عادی همراه با غذا، بدن باید 2-3 گرم پتاسیم در روز دریافت کند. غذاهای غنی از پتاسیم مانند کشمش، زردآلو خشک، نخود و غیره.
ویژگی های کار با پتاسیم فلزی
فلز پتاسیم می تواند باعث سوختگی بسیار شدید پوست شود، اگر کوچکترین ذرات پتاسیم وارد چشم شود، صدمات شدیدی با از دست دادن بینایی ایجاد می شود، بنابراین فقط با دستکش و عینک محافظ می توانید با فلز پتاسیم کار کنید. پتاس Ignite با روغن معدنی ریخته می شود یا با مخلوطی از تالک و NaCl پوشانده می شود. پتاسیم در ظروف آهنی مهر و موم شده و زیر لایه ای از نفت سفید یا روغن معدنی خشک شده ذخیره می شود.
فرهنگ لغت دایره المعارفی. 2009 .
مترادف ها:ببینید "پتاسیم" در سایر لغت نامه ها چیست:
پتاسیم 40 ... ویکی پدیا
نوولاتینسک. کالیوم، از عربی. کالی، قلیایی. فلز نرم و سبکی که پایه کالی را تشکیل می دهد. توسط دیوی در سال 1807 کشف شد. توضیح 25000 کلمات خارجیکه در زبان روسی با معنی ریشه آنها استفاده شد. Michelson A.D.، 1865. ...... فرهنگ لغت کلمات خارجی زبان روسی
- (کالیوم)، K، یک عنصر شیمیایی از گروه I از سیستم تناوبی، عدد اتمی 19، جرم اتمی 39.0983. به فلزات قلیایی اشاره دارد. mp 63.51shC. در موجودات زنده، پتاسیم کاتیون اصلی درون سلولی است که در تولید بیوالکتریک ... ... دایره المعارف مدرن
پتاسیم- (Kalium, s. Potassium), شیمی. عنصر، کاراکتر K، شماره سریال 19، سفید نقره ای، فلز براق، دارای چگالی موم در ta معمولی. کشف شده توسط دیوی در 1807. عود. V. در 20 درجه 0.8621، وزن اتمی 39.1، تک ظرفیتی. نقطه ذوب … دایره المعارف بزرگ پزشکی
پتاسیم- (کالیوم)، K، یک عنصر شیمیایی از گروه I از سیستم تناوبی، عدد اتمی 19، جرم اتمی 39.0983. به فلزات قلیایی اشاره دارد. mp 63.51 درجه سانتی گراد. در موجودات زنده، پتاسیم کاتیون اصلی درون سلولی است که در تولید بیوالکتریک ... ... مصور فرهنگ لغت دایره المعارفی
- (نماد K)، عنصر شیمیایی رایج مربوط به فلزات قلیایی. اولین بار توسط سر همفری دیوی در سال 1807 جدا شد. سنگ معدن اصلی آن سیلوین (کلرید پتاسیم)، کارنالیت و پلی هالیت است. پتاسیم یک خنک کننده در اتمی ... فرهنگ دانشنامه علمی و فنی
شوهر. پتاسیم، فلزی که پایه پتاسیم را تشکیل می دهد، بسیار شبیه به سدیم (سدیم). Kali cf., neskl., plant alkali or alkaline salt; کربنات پتاسیم، پتاس خالص. پتاسیم، مربوط به پتاسیم. کالیستیک، حاوی پتاسیم. توضیحی...... فرهنگ توضیحی دال - POTASSIUM, potassium, pl. نه، مذکر، و کالی، نامشخص، ر.ک. (عربی پتاس) (شیمی). عنصر شیمیایی یک فلز قلیایی سفید نقره ای است که از نمک کربن پتاسیم استخراج می شود. فرهنگ لغت توضیحی اوشاکوف. D.N. اوشاکوف. 1935 1940 ... فرهنگ لغت توضیحی اوشاکوف
پتاسیم عنصری از زیرگروه اصلی گروه اول، دوره چهارم سیستم تناوبی عناصر شیمیایی با عدد اتمی 19 است که با نماد K (lat. Kalium) نشان داده می شود. ماده ساده پتاسیم (شماره CAS: 7440-09-7) یک فلز قلیایی نرم و سفید نقره ای است.
در طبیعت، پتاسیم تنها در ترکیبات با عناصر دیگر، به عنوان مثال، در آب دریا، و همچنین در بسیاری از مواد معدنی یافت می شود. خیلی سریع در هوا اکسید می شود و خیلی راحت وارد آن می شود واکنش های شیمیایی، به خصوص با آب، تشکیل یک قلیایی. از بسیاری جهات، خواص شیمیایی پتاسیم بسیار شبیه به سدیم است، اما از نظر عملکرد بیولوژیکی و استفاده از آن توسط سلول های موجودات زنده، همچنان متفاوت است.
تاریخچه و ریشه نام
پتاسیم (به طور دقیق تر، ترکیبات آن) از زمان های قدیم مورد استفاده قرار گرفته است. بنابراین، تولید پتاس (که به عنوان استفاده می شد مواد شوینده) قبلاً در قرن یازدهم وجود داشته است. خاکستر تشکیل شده در حین احتراق کاه یا چوب با آب تصفیه می شود و محلول حاصل (آلیزه) پس از فیلتر کردن تبخیر می شود. باقیمانده خشک، علاوه بر کربنات پتاسیم، حاوی سولفات پتاسیم K 2 SO 4، سودا و کلرید پتاسیم KCl بود.
در سال 1807، دیوی شیمیدان انگلیسی، پتاسیم را با الکترولیز مذاب پتاس سوز آور (KOH) جدا کرد و نام آن را "پتاسیم" (lat. potassium) گذاشت؛ این نام هنوز در زبان های انگلیسی، فرانسوی، اسپانیایی، پرتغالی و لهستانی رایج است. در سال 1809، L.V. Gilbert نام "پتاسیم" (lat. kalium، از عربی al-kali - پتاس) را پیشنهاد کرد. این نام درج شده است آلمانی، از آنجا به بسیاری از زبان های شمال و شرق اروپا (از جمله روسی) و "برنده" در هنگام انتخاب نماد برای این عنصر - K.
اعلام وصول
پتاسیم مانند سایر فلزات قلیایی از الکترولیز کلریدهای مذاب یا قلیاها به دست می آید. از آنجایی که کلریدها بیشتر است درجه حرارت بالاذوب (600-650 درجه سانتیگراد)، سپس اغلب الکترولیز قلیایی های صاف شده با افزودن سودا یا پتاس (تا 12٪) انجام می شود. در طی الکترولیز کلریدهای مذاب، پتاسیم مذاب در کاتد و کلر در آند آزاد می شود:
K + + e - → K
2Cl - - 2e - → Cl 2
در طی الکترولیز قلیاها، پتاسیم مذاب نیز در کاتد و اکسیژن در آند آزاد می شود:
4OH - - 4e - → 2H 2 O + O 2
آب حاصل از مذاب به سرعت تبخیر می شود. برای جلوگیری از برهمکنش پتاسیم با کلر یا اکسیژن، کاتد از مس ساخته شده و یک سیلندر مسی بالای آن قرار می گیرد. پتاسیم تشکیل شده به شکل مذاب در سیلندر جمع آوری می شود. آند همچنین به شکل استوانه ای از نیکل (در الکترولیز قلیاها) یا گرافیت (در الکترولیز کلریدها) ساخته می شود.
مشخصات فیزیکی
پتاسیم ماده ای نقره ای رنگ با درخشندگی مشخص بر روی سطح تازه تشکیل شده است. بسیار سبک و سبک. نسبتاً خوب در جیوه حل می شود و آمالگام تشکیل می دهد. پتاسیم (و همچنین ترکیبات آن) با وارد شدن به شعله مشعل، شعله را به رنگ صورتی-بنفش مشخص می کند.
خواص شیمیایی
پتاسیم عنصری، مانند سایر فلزات قلیایی، خواص فلزی معمولی را نشان می دهد و بسیار واکنش پذیر است و یک عامل احیا کننده قوی است. در هوا، برش تازه به دلیل تشکیل لایه هایی از ترکیبات (اکسیدها و کربنات ها) به سرعت کدر می شود. با تماس طولانی مدت با جو، می تواند کاملاً فرو بریزد. با آب واکنش انفجاری نشان می دهد. باید زیر لایه ای از بنزین، نفت سفید یا سیلیکون نگهداری شود تا از تماس هوا و آب با سطح آن جلوگیری شود. با Na، Tl، Sn، Pb، Bi، پتاسیم ترکیبات بین فلزی را تشکیل می دهد.
محتوای مقاله
پتاسیم(کالیوم) K، یک عنصر شیمیایی از گروه 1 (Ia) جدول تناوبی، یک عنصر قلیایی است. عدد اتمی 19، جرم اتمی 39.0983. از دو ایزوتوپ پایدار 39 K (93.259٪) و 41 K (6.729٪) و همچنین یک ایزوتوپ رادیواکتیو 40 K با نیمه عمر ~ 10 9 سال تشکیل شده است. این ایزوتوپ در طبیعت نقش ویژه ای دارد. سهم آن در مخلوط ایزوتوپ ها تنها 0.01٪ است، اما این منبع تقریباً تمام آرگون 40 Ar موجود در جو زمین است که در طی واپاشی رادیواکتیو 40 K تشکیل می شود. علاوه بر این، 40 K در همه موجودات زنده وجود دارد که ممکن است تأثیر خاصی بر رشد آنها داشته باشد.
ایزوتوپ 40 K برای تعیین سن سنگ ها به روش پتاسیم آرگون استفاده می شود. ایزوتوپ مصنوعی 42 K با نیمه عمر 15.52 سال به عنوان ردیاب رادیواکتیو در پزشکی و زیست شناسی استفاده می شود.
حالت اکسیداسیون +1.
ترکیبات پتاسیم از زمان های قدیم شناخته شده است. پتاس - کربنات پتاسیم K 2 CO 3 - مدتهاست که از خاکستر چوب جدا شده است.
فلز پتاسیم با الکترولیز پتاس سوزاننده مذاب (KOH) در سال 1807 توسط شیمیدان و فیزیکدان انگلیسی هامفری دیوی به دست آمد. نام "پتاسیم" که توسط دیوی انتخاب شده است، منشا این عنصر را از پتاس منعکس می کند. نام لاتین این عنصر از نام عربی پتاس - "الکالی" گرفته شده است. کلمه "پتاسیم" در سال 1831 توسط هرمان هس (1802-1850) آکادمیک سنت پترزبورگ وارد نامگذاری شیمیایی روسیه شد.
توزیع پتاسیم در طبیعت و استخراج صنعتی آن.
رسوبات زیادی از نمک های پتاسیم در نسبتا شکل خالصدر نتیجه تبخیر دریاهای باستانی شکل گرفته است. مهمترین مواد معدنی پتاسیم برای صنایع شیمیایی سیلوین (KCl) و سیلوینیت (نمک مخلوط NaCl و KCl) هستند. پتاسیم همچنین به شکل دو کلرید KCl MgCl 2 6H 2 O (کارنالیت) و سولفات K 2 Mg 2 (SO 4) 3 (لانگبینیت) یافت می شود. لایه های عظیم نمک های پتاسیم برای اولین بار در سال 1856 در استاسفورت (آلمان) کشف شد. از آنها، از 1861 تا 1972، پتاس در مقیاس صنعتی استخراج شد.
آب اقیانوس ها حاوی حدود 0.06 درصد کلرید پتاسیم است. در برخی از آب‌های داخلی، مانند دریاچه نمک یا دریای مرده، غلظت آن می‌تواند به 1.5 درصد برسد که استخراج این عنصر از نظر اقتصادی مقرون به صرفه است. کارخانه عظیمی در اردن ساخته شده است که می تواند میلیون ها تن نمک پتاسیم را از دریای مرده استخراج کند.
اگرچه سدیم و پتاسیم تقریباً به یک اندازه در سنگ ها فراوان هستند، اما در اقیانوس ها حدود 30 برابر کمتر از سدیم پتاسیم وجود دارد. این به ویژه به دلیل این واقعیت است که نمک‌های پتاسیم حاوی کاتیون‌های بزرگتر نسبت به نمک‌های سدیم محلول‌تر هستند و پتاسیم به دلیل تبادل یونی در خاک رس، در سیلیکات‌های پیچیده و آلومینوسیلیکات‌های خاک به‌شدت متصل می‌شود. علاوه بر این، پتاسیم که از سنگ ها شسته می شود، بیشتر توسط گیاهان جذب می شود. تخمین زده می شود که از هزار اتم پتاسیم آزاد شده در طی هوازدگی شیمیایی، تنها دو اتم به حوضه های دریا می رسند و 998 اتم در خاک باقی می مانند. آکادمیک الکساندر اوگنیویچ فرسمن (1883-1945) می نویسد: "خاک پتاسیم را جذب می کند و این قدرت معجزه آسای آن است."
پتاسیم یک عنصر ضروری زندگی گیاهی است و رشد گیاهان وحشی اغلب به دلیل در دسترس بودن پتاسیم محدود می شود. با کمبود پتاسیم، گیاهان کندتر رشد می کنند، برگ های آنها، به ویژه برگ های قدیمی، زرد و در لبه ها قهوه ای می شوند، ساقه نازک و شکننده می شود و دانه ها ظرفیت جوانه زنی خود را از دست می دهند. میوه های چنین گیاهی - این به ویژه در میوه ها قابل توجه است - نسبت به گیاهانی که دوز معمولی پتاسیم دریافت کرده اند، شیرین تر خواهند بود. کمبود پتاسیم توسط کودها جبران می شود.
کودهای پتاسیم نوع اصلی فرآورده های پتاسیم دار هستند (95%). KCl بیشترین استفاده را دارد و بیش از 90 درصد پتاسیم مورد استفاده به عنوان کود را تشکیل می دهد.
تولید جهانی کودهای پتاس در سال 2003 حدود 27.8 میلیون تن برآورد شد (از نظر K 2 O، محتوای پتاسیم در کودهای پتاس معمولاً به K 2 O تبدیل می شود). از این تعداد، 33 درصد در کانادا ساخته شده است. 13 درصد از تولید جهانی کودهای پتاس توسط انجمن های تولید Uralkali و Belaruskali اختصاص دارد.
مشخصات یک ماده ساده و تولید صنعتی فلز پتاسیم.
پتاسیم فلزی نرم و سفید مایل به نقره ای با نقطه ذوب 63.51 درجه سانتی گراد و نقطه جوش 761 درجه سانتی گراد است که به شعله رنگ قرمز بنفش مشخصی می دهد که به دلیل سهولت تحریک الکترون های بیرونی آن است.
از نظر شیمیایی بسیار فعال است، به راحتی با اکسیژن برهمکنش می‌کند و وقتی در هوا گرم می‌شود مشتعل می‌شود. محصول اصلی این واکنش سوپراکسید پتاسیم KO 2 است.
با آب و اسیدهای رقیق، پتاسیم با انفجار و اشتعال تعامل دارد. اسید سولفوریکبه سولفید هیدروژن، گوگرد و دی اکسید گوگرد و نیتروژن - به اکسیدهای نیتروژن و N 2 کاهش می یابد.
هنگامی که پتاسیم در دمای 200 تا 350 درجه سانتیگراد گرم می شود، با هیدروژن واکنش می دهد و هیدرید KH را تشکیل می دهد. فلز پتاسیم در فضایی از فلوئور مشتعل می‌شود، با کلر مایع واکنش ضعیفی دارد، اما در تماس با برم و مالش با ید منفجر می‌شود. پتاسیم با کالکوژن ها و فسفر واکنش می دهد. با گرافیت در دمای 250-500 درجه سانتی گراد، ترکیبات لایه ای با ترکیب C 8 K-C 60 K را تشکیل می دهد.
پتاسیم در آمونیاک مایع (35.9 گرم در 100 میلی لیتر در دمای 70- درجه سانتیگراد) حل می شود و محلول های آبی روشن با خواص غیر معمول را تشکیل می دهد. این پدیده ظاهراً برای اولین بار توسط سر همفری دیوی در سال 1808 مشاهده شد. محلول های پتاسیم در آمونیاک مایع به طور گسترده ای مورد مطالعه قرار گرفته اند، زیرا آنها توسط T. Weil در سال 1863 به دست آمدند.
پتاسیم در لیتیوم، منیزیم، کادمیوم، روی، آلومینیوم و گالیم مایع حل نمی شود و با آنها واکنش نمی دهد. با سدیم، یک ترکیب بین فلزی KNa 2 تشکیل می دهد که با تجزیه در دمای 7 درجه سانتی گراد ذوب می شود. با روبیدیم و سزیم، پتاسیم محلول های جامد با حداقل دماذوب در حدود 35 درجه سانتیگراد. با جیوه، ملغمه ای حاوی دو جیوه KHg 2 و KHg با نقطه ذوب به ترتیب 270 و 180 درجه سانتیگراد تشکیل می دهد.
پتاسیم به شدت با بسیاری از اکسیدها تعامل دارد و آنها را به مواد ساده تبدیل می کند. با الکل ها، الکلات ها را تشکیل می دهد.
برخلاف سدیم، پتاسیم را نمی توان با الکترولیز مذاب کلرید به دست آورد، زیرا پتاسیم به خوبی در کلرید مذاب حل می شود و به سطح شناور نمی شود. یک مشکل اضافی با تشکیل سوپراکسید ایجاد می شود که با پتاسیم فلزی با انفجار واکنش می دهد، بنابراین، روش تولید صنعتی پتاسیم فلزی شامل کاهش کلرید پتاسیم مذاب با سدیم فلزی در دمای 850 درجه سانتیگراد است.
کاهش کلرید پتاسیم با سدیم، در نگاه اول، با ترتیب معمول واکنش پذیری در تضاد است (پتاسیم واکنش پذیرتر از سدیم است). با این حال، در 850-880 درجه سانتیگراد، تعادل برقرار می شود:
Na(g) + K + (g) Na + (g) + K(g)
از آنجایی که پتاسیم فرارتر است، زودتر تبخیر می شود، که تعادل را تغییر می دهد و واکنش را تقویت می کند. پتاسیم را می توان با تقطیر جزئی در یک ستون بسته بندی شده با خلوص 99.5 درصد بدست آورد، اما معمولاً از مخلوط پتاسیم و سدیم برای حمل و نقل استفاده می شود. آلیاژهای حاوی 15 تا 55 درصد سدیم (در دمای اتاق) مایع، بنابراین حمل و نقل آنها آسان تر است.
گاهی اوقات پتاسیم از کلرید توسط عناصر دیگری که اکسیدهای پایدار را تشکیل می دهند کاهش می یابد:
6KCl + 2Al + 4CaO = 3CaCl 2 + CaO Al 2 O 3 + 6K
فلز پتاسیم که تولید آن دشوارتر و گرانتر از سدیم است، در مقادیر بسیار کمتر تولید می شود (تولید جهانی حدود 500 تن در سال). یکی از مناطق بحرانیکاربردها - بدست آوردن سوپراکسید KO 2 با احتراق مستقیم فلز.
فلز پتاسیم به عنوان کاتالیزور در تولید انواع خاصی از لاستیک مصنوعی و همچنین در عمل آزمایشگاهی استفاده می شود. آلیاژی از پتاسیم و سدیم به عنوان خنک کننده در راکتورهای هسته ای عمل می کند. همچنین یک عامل کاهنده در تولید تیتانیوم است.
پتاسیم باعث سوختگی شدید پوست می شود. اگر حتی کوچکترین خرده های آن وارد چشم شود، از دست دادن بینایی امکان پذیر است. پتاس Ignite با روغن معدنی ریخته می شود یا با مخلوطی از تالک و کلرید سدیم پوشانده می شود.
پتاسیم در جعبه‌های در بسته در زیر لایه‌ای از نفت سفید خشک یا روغن معدنی ذخیره می‌شود. پسماندهای پتاسیم با تصفیه آنها با اتانول خشک یا پروپانول دفع می شوند و سپس الکلات حاصل با آب تجزیه می شوند.
ترکیبات پتاسیم
پتاسیم ترکیبات دوتایی و نمک های متعددی را تشکیل می دهد. تقریباً تمام نمک های پتاسیم بسیار محلول هستند. استثناها عبارتند از:
KHC 4 H 4 O 6 - تارتارات هیدروژن پتاسیم
KClO 4 - پرکلرات پتاسیم
K 2 Na 6H 2 O - هیدرات سدیم دی پتاسیم هگزانیتروکبالتات (III)
K2 - هگزا کلروپلاتینات پتاسیم (IV)
اکسید پتاسیم K 2 O بلورهای زرد رنگ را تشکیل می دهد. از گرم کردن پتاسیم با هیدروکسید، پراکسید، نیترات یا نیتریت پتاسیم به دست می آید:
2KNO 2 + 6K = 4K 2 O + N 2
حرارت دادن مخلوطی از پتاسیم آزید KN 3 و نیتریت پتاسیم یا اکسیداسیون پتاسیم محلول در آمونیاک مایع با مقدار محاسبه شده اکسیژن نیز استفاده می شود.
اکسید پتاسیم یک فعال کننده آهن اسفنجی است که به عنوان کاتالیزور در سنتز آمونیاک استفاده می شود.
پراکسید پتاسیمبدست آوردن K 2 O 2 از مواد ساده دشوار است ، زیرا به راحتی به سوپر اکسید KO 2 اکسید می شود ، بنابراین از اکسیداسیون فلز با NO استفاده می شود. با این حال، بهترین روش برای تهیه آن، اکسیداسیون کمی فلز محلول در آمونیاک مایع است.
پراکسید پتاسیم را می توان به عنوان یک نمک اسید دی بازیک H 2 O 2 در نظر گرفت. بنابراین، هنگامی که با اسیدها یا آب در سرما تعامل می کند، پراکسید هیدروژن به طور کمی تشکیل می شود.
سوپراکسید پتاسیم KO 2 (نارنجی) در طی احتراق معمولی فلز در هوا تشکیل می شود. این ترکیب به عنوان منبع پشتیبان اکسیژن در ماسک های تنفسی در مین ها، زیردریایی ها و فضاپیماها استفاده می شود.
با تجزیه حرارتی دقیق KO 2، sesquioxide "K 2 O 3 " به شکل یک پودر پارامغناطیس تیره تشکیل می شود، همچنین می توان آن را با اکسیداسیون یک فلز محلول در آمونیاک مایع یا با اکسیداسیون کنترل شده پراکسید به دست آورد. فرض بر این است که دیناپراکسید-پراکسید [(K +) 4 (O 2 2-) (O 2 -) 2] است.
ازونید پتاسیم KO 3 را می توان با اثر ازن بر روی پودر هیدروکسید پتاسیم بی آب در دمای پایین و به دنبال آن استخراج محصول (قرمز) با آمونیاک مایع به دست آورد. به عنوان جزئی از ترکیبات برای بازسازی هوا در سیستم های بسته استفاده می شود.
پتاسیم هیدروکسید KOH یک پایه قوی است و متعلق به قلیاها است. نام سنتی آن "پتاس سوز آور" نشان دهنده اثر خورنده این ماده بر بافت های زنده است.
در صنعت، هیدروکسید پتاسیم از الکترولیز محلول های آبی کلرید پتاسیم یا کربنات با کاتد آهن یا جیوه به دست می آید (تولید جهانی حدود 0.7 میلیون تن در سال). هیدروکسید پتاسیم را می توان پس از جداسازی رسوبات حاصل از برهمکنش کربنات پتاسیم با هیدروکسید کلسیم یا سولفات پتاسیم با هیدروکسید باریم از فیلتر جدا کرد.
برای ساختن از هیدروکسید پتاسیم استفاده می شود صابون مایعو ترکیبات مختلف پتاسیم. علاوه بر این، به عنوان یک الکترولیت در باتری های قلیایی عمل می کند.
فلوراید پتاسیم KF ماده معدنی کمیاب کاروبیت را تشکیل می دهد. فلوراید پتاسیم از برهمکنش محلول های آبی هیدروژن فلوراید یا آمونیوم فلوراید با هیدروکسید پتاسیم یا نمک های آن به دست می آید.
فلوراید پتاسیم برای سنتز ترکیبات مختلف پتاسیم حاوی فلوئور، به عنوان یک عامل فلوئور کننده در سنتز آلی و همچنین به عنوان جزئی از بتونه های مقاوم در برابر اسید و شیشه های مخصوص استفاده می شود.
کلرید پتاسیم KCl در طبیعت یافت می شود. مواد اولیه برای جداسازی آن سیلوین، سیلوینیت، کارنالیت است.
کلرید پتاسیم از سیلوینیت به روش های گالورژی و فلوتاسیون به دست می آید. Galurgy (ترجمه شده از یونانی - "تجارت نمک") شامل مطالعه ترکیب و خواص مواد خام طبیعی نمک و توسعه روش هایی برای تولید صنعتی نمک های معدنی از آن است. روش جداسازی هالورژیکی بر اساس حلالیت متفاوت KCl و NaCl در آب در دماهای بالا است. در دمای معمولی، حلالیت کلریدهای پتاسیم و سدیم تقریباً یکسان است. با افزایش دما، حلالیت کلرید سدیم تقریباً تغییر نمی کند و حلالیت کلرید پتاسیم به شدت افزایش می یابد. در سرما، یک محلول اشباع از هر دو نمک تهیه می شود، سپس آن را گرم می کنند و سیلوینیت را با آن درمان می کنند. در این حالت، محلول علاوه بر آن با کلرید پتاسیم اشباع می شود و بخشی از کلرید سدیم از محلول جابجا شده، رسوب می کند و با فیلتراسیون جدا می شود. محلول سرد می شود و کلرید پتاسیم اضافی متبلور می شود. کریستال ها در سانتریفیوژها جدا شده و خشک می شوند و مشروب مادر برای پردازش بخش جدیدی از سیلوینیت استفاده می شود. برای جداسازی کلرید پتاسیم از این روش بیشتر از روش فلوتاسیون استفاده می شود که بر اساس ترشوندگی متفاوت مواد است.
کلرید پتاسیم رایج ترین کود پتاس است. علاوه بر استفاده به عنوان کود، عمدتاً برای تولید هیدروکسید پتاسیم توسط الکترولیز استفاده می شود. سایر ترکیبات پتاسیم نیز از آن به دست می آید.
پتاسیم بروماید KBr از واکنش برم با هیدروکسید پتاسیم در حضور آمونیاک و همچنین از واکنش برم یا برمیدها با نمک های پتاسیم به دست می آید.
پتاسیم بروماید به طور گسترده در عکاسی استفاده می شود. اغلب به عنوان منبع برم در سنتز آلی عمل می کند. پیش از این، برمید پتاسیم به عنوان یک آرام بخش در پزشکی ("برم") استفاده می شد. تک بلورهای بروماید پتاسیم در ساخت منشورهای طیف سنج IR و همچنین به عنوان ماتریس هنگام گرفتن طیف IR جامدات استفاده می شود.
یدید پتاسیم KI بلورهای بی رنگی را تشکیل می دهد که در نور به دلیل اکسیداسیون با اکسیژن اتمسفر و آزاد شدن ید مایل به زرد می شوند. بنابراین، یدید پتاسیم در بطری های شیشه ای تیره ذخیره می شود.
یدید پتاسیم از برهمکنش ید با هیدروکسید پتاسیم در حضور اسید فرمیک یا پراکسید هیدروژن و همچنین از واکنش های تبادل یدیدها با نمک های پتاسیم به دست می آید. با اسید نیتریک به یدات پتاسیم KIO 3 اکسید می شود. یدید پتاسیم با ید واکنش می دهد و یک کمپلکس محلول در آب تشکیل می دهد و با کلر و برم به ترتیب K و K می دهد.
یدید پتاسیم به عنوان دارو در پزشکی و دامپزشکی استفاده می شود. این یک معرف در یدومتری است. یدید پتاسیم یک عامل ضد مه در عکاسی، یک جزء الکترولیت در مبدل های الکتروشیمیایی، یک افزودنی برای افزایش حلالیت ید در آب و حلال های قطبی، یک میکروکود است.
سولفید پتاسیم K 2 S در آب بسیار محلول است. در طول هیدرولیز، یک محیط قلیایی در محلول ایجاد می کند:
K 2 S = 2K + + S 2– ; S 2– + H 2 O HS – + OH –
سولفید پتاسیم به راحتی در هوا اکسید می شود و در هنگام اشتعال می سوزد. از برهم کنش پتاسیم یا کربنات پتاسیم با گوگرد بدون دسترسی به هوا و همچنین کاهش سولفات پتاسیم با کربن به دست می آید.
سولفید پتاسیم جزء امولسیون های حساس به نور در عکاسی است. به عنوان یک معرف تحلیلی برای جداسازی سولفیدهای فلزی و به عنوان جزئی از فرمولاسیون های تصفیه پوست استفاده می شود.
هنگامی که یک محلول آبی با سولفید هیدروژن اشباع می شود، هیدروسولفید پتاسیم KHS تشکیل می شود که می تواند به صورت کریستال های بی رنگ جدا شود. در شیمی تجزیه برای جداسازی فلزات سنگین استفاده می شود.
با حرارت دادن سولفید پتاسیم با گوگرد، پلی سولفیدهای پتاسیم زرد یا قرمز KS به دست می آید. n (n= 2-6). محلول های آبی پلی سولفیدهای پتاسیم را می توان با جوشاندن محلول های هیدروکسید پتاسیم یا سولفید پتاسیم با گوگرد به دست آورد. هنگامی که کربنات پتاسیم با گوگرد اضافی در هوا پخته می شود، به اصطلاح کبد گوگرد تشکیل می شود - مخلوطی از KS. nو K 2 S 2 O 3 .
از پلی سولفیدها برای سولفید کردن فولاد و چدن استفاده می شود. کبد سولفوریک به عنوان استفاده می شود داروبرای درمان بیماری های پوستی و به عنوان آفت کش.
سولفات پتاسیم K 2 SO 4 به طور طبیعی در رسوبات نمک پتاسیم و در آب دریاچه های نمک وجود دارد. می توان آن را با واکنش تبادلی بین کلرید پتاسیم و اسید سولفوریک یا سولفات های عناصر دیگر به دست آورد.
سولفات پتاسیم به عنوان کود استفاده می شود. این ماده نسبت به کلرید پتاسیم گرانتر است، اما رطوبت گیر و غیرکلیدی نیست، برخلاف کلرید پتاسیم، سولفات پتاسیم را می توان در هر خاکی از جمله آب نمک استفاده کرد.
زاج و سایر ترکیبات پتاسیم از سولفات پتاسیم به دست می آیند. بخشی از هزینه تولید شیشه است.
نیترات پتاسیم KNO 3 یک عامل اکسید کننده قوی است. اغلب به آن نیترات پتاسیم می گویند. در طبیعت، در هنگام تجزیه مواد آلی در نتیجه فعالیت حیاتی باکتری های نیتریف کننده تشکیل می شود.
نیترات پتاسیم از واکنش تبادلی بین کلرید پتاسیم و نیترات سدیم و همچنین از اثر اسید نیتریک یا گازهای نیتروژن بر روی کربنات یا کلرید پتاسیم به دست می آید.
نیترات پتاسیم یک کود عالی حاوی پتاسیم و نیتروژن است، اما به دلیل استفاده کمتر از کلرید پتاسیم هزینه بالاتولید. نیترات پتاسیم همچنین برای ساخت پودر سیاه و ترکیبات پیروتکنیک، در تولید کبریت و شیشه استفاده می شود. علاوه بر این، از آن در نگهداری فرآورده های گوشتی استفاده می شود.
کربنات پتاسیم K 2 CO 3 نیز پتاس نامیده می شود. از اثر دی اکسید کربن روی محلول های هیدروکسید پتاسیم یا سوسپانسیون های کربنات منیزیم در حضور کلرید پتاسیم به دست می آید. این یک محصول جانبی در پردازش نفلین به آلومینا است.
مقدار قابل توجهی کربنات پتاسیم در خاکستر گیاه یافت می شود. بیشتر پتاسیم در خاکستر آفتابگردان است - 36.3٪. در خاکستر هیزم، اکسید پتاسیم بسیار کمتر است - از 3.2٪ (هیزم صنوبر) تا 13.8٪ (هیزم توس). حتی پتاسیم کمتری در خاکستر ذغال سنگ نارس وجود دارد.
کربنات پتاسیم عمدتا برای تولید شیشه با کیفیت بالا مورد استفاده در لنزهای نوری، لوله های تلویزیون رنگی و لامپ های فلورسنت استفاده می شود. همچنین در تولید چینی، رنگ و رنگدانه استفاده می شود.
پتاسیم پرمنگنات KMnO 4 بلورهای بنفش تیره را تشکیل می دهد. محلول های این ماده دارای رنگ بنفش قرمز است. پرمنگنات پتاسیم از اکسیداسیون آندی منگنز یا فرومنگنز در یک محیط قوی قلیایی به دست می آید.
پرمنگنات پتاسیم یک عامل اکسید کننده قوی است. به عنوان یک ماده سفید کننده، سفید کننده و پاک کننده استفاده می شود. همچنین در سنتز آلی، به عنوان مثال، در تولید ساخارین استفاده می شود.
هیدرید پتاسیم KH یک جامد سفید رنگ است که تجزیه می شود مواد ساده. پتاسیم هیدرید قوی ترین عامل احیا کننده است. در هوای مرطوب و در محیط های حاوی فلوئور یا کلر مشتعل می شود. هیدرید پتاسیم را می توان حتی با عوامل اکسید کننده ضعیف مانند آب و دی اکسید کربن اکسید کرد:
KH + H 2 O \u003d KOH + H 2
KH + CO 2 \u003d K (HCOO) (فرمت پتاسیم)
هیدرید پتاسیم نیز با اسیدها و الکل ها واکنش می دهد و ممکن است مشتعل شود. سولفید هیدروژن، کلرید هیدروژن و سایر مواد حاوی هیدروژن (I) را کاهش می دهد:
2KH + H 2 S = K 2 S + 2H 2
KH + HCl \u003d KCl + H 2
هیدرید پتاسیم به عنوان یک عامل کاهنده در سنتزهای معدنی و آلی استفاده می شود.
سیانید پتاسیم KCN که به عنوان سیانید پتاسیم شناخته می شود، بلورهای بی رنگی را تشکیل می دهد که در آب و برخی از حلال های غیر آبی بسیار محلول هستند. در محلول آبی با آزاد شدن هیدروژن سیانید HCN به تدریج هیدرولیز می شود و با جوشاندن محلول های آبی به فرمت پتاسیم و آمونیاک تجزیه می شود.
در حضور سیانید پتاسیم، واکنش های نه چندان معمولی می تواند انجام شود، به عنوان مثال، مس با آب واکنش می دهد، هیدروژن را از آن آزاد می کند و دی سیانوکپرات پتاسیم را تشکیل می دهد (I):
تحت شرایط مشابه، تعامل در مورد طلا صورت می گیرد. درست است، این فلز کمتر فعال قادر به اکسید شدن توسط آب نیست، با این حال، در حضور اکسیژن، به شکل یک کمپلکس سیانو - دی سیانوآئورات پتاسیم (I) به محلول منتقل می شود:
4Au + 8KCN + 2H 2 O + O 2 \u003d 4K + 4NaOH
سیانید پتاسیم از واکنش سیانید هیدروژن با مقدار اضافی هیدروکسید پتاسیم تهیه می شود. این معرف برای استخراج نقره و طلا از سنگ معدن ضعیف، جزء الکترولیت ها برای خالص سازی پلاتین از نقره و برای آبکاری طلاکاری و نقره است. سیانید پتاسیم به عنوان یک معرف در تجزیه و تحلیل شیمیایی برای تعیین نقره، نیکل و جیوه استفاده می شود.
سیانید پتاسیم بسیار سمی است. دوز کشنده برای انسان 120 میلی گرم است.
ترکیبات پیچیده. پتاسیم پایدارترین ترکیبات پیچیده را با لیگاندهای چند دندانه (مولکول ها یا یون هایی که می توانند با یک اتم با چندین پیوند ترکیب شوند) تشکیل می دهد، به عنوان مثال، با پلی استرهای ماکروسیکلیک (اترهای تاج).
اترهای تاج (از انگلیسی تاج - تاج) حاوی بیش از 11 اتم در چرخه هستند که حداقل چهار اتم آن اکسیژن است. در نام های بی اهمیت اترهای تاج، تعداد کل اتم های چرخه و تعداد اتم های اکسیژن با اعداد نشان داده می شود که به ترتیب قبل و بعد از کلمه "تاج" قرار می گیرند. چنین اسامی بسیار کوتاهتر از نامهای سیستماتیک هستند. به عنوان مثال، 12-crown-4 (شکل 1) با توجه به نامگذاری بین المللی، 1،4،7،10،13-tetraoxocyclododecane نامیده می شود.
برنج. 1. فرمول گرافیکیترکیبات 12-crown-4.
اترهای تاج کمپلکس های پایداری با کاتیون های فلزی تشکیل می دهند. در این حالت، کاتیون در حفره درون مولکولی اتر تاج قرار می گیرد و به دلیل برهم کنش یون-دوقطبی با اتم های اکسیژن در آنجا باقی می ماند. پایدارترین کمپلکس ها آنهایی هستند که دارای کاتیون هایی هستند که پارامترهای هندسی آنها با حفره اتر تاج مطابقت دارد. پایدارترین کمپلکس ها با کاتیون پتاسیم، اترهای تاج حاوی 6 اتم اکسیژن، به عنوان مثال، 18-crown-6 را تشکیل می دهند (شکل 2).
برنج. 2. فرمول گرافیکیکمپلکس پتاسیم 18-crown-6 .
نقش بیولوژیکی پتاسیم(و سدیم). پتاسیم همراه با سدیم فرآیندهای متابولیک را در موجودات زنده تنظیم می کند. در بدن انسان، سلول ها حاوی مقدار زیادی یون پتاسیم (0.12-0.16 مول در لیتر)، اما نسبتاً کمی یون سدیم (0.01 مول در لیتر) هستند. محتوای یون های سدیم در مایع خارج سلولی بسیار بیشتر است (حدود 0.12 مول در لیتر)، بنابراین یون های پتاسیم فعالیت درون سلولی را کنترل می کنند و یون های سدیم فعالیت بین سلولی را کنترل می کنند. این یون ها نمی توانند جایگزین یکدیگر شوند.
وجود یک گرادیان سدیم-پتاسیم از دو طرف داخلی و خارجی غشای سلولی منجر به بروز اختلاف پتانسیل در طرف های مخالف غشاء می شود. رشته های عصبی قادر به انتقال تکانه ها هستند و ماهیچه ها دقیقاً به دلیل وجود بار منفی داخلی در رابطه با سطح بیرونی غشاء قادر به انقباض هستند. بنابراین، در بدن، یون‌های سدیم و پتاسیم کنترل فیزیولوژیکی را اعمال می‌کنند و باعث تحریک می‌شوند. آنها به انتقال تکانه های عصبی کمک می کنند. روان انسان به تعادل یون های سدیم و پتاسیم در بدن بستگی دارد. غلظت یون های سدیم و پتاسیم که از طریق کلیه ها حفظ شده و دفع می شود توسط هورمون های خاصی کنترل می شود. بنابراین، مینرالوکورتیکوئیدها به افزایش آزادسازی یون های پتاسیم و کاهش آزادسازی یون های سدیم کمک می کنند.
یون‌های پتاسیم بخشی از آنزیم‌هایی هستند که انتقال (انتقال) یون‌ها را از طریق غشاهای زیستی، ردوکس و فرآیندهای هیدرولیتیک کاتالیز می‌کنند. آنها همچنین برای حفظ ساختار دیواره های سلولی و کنترل وضعیت آنها خدمت می کنند. یون سدیم چندین آنزیم را فعال می کند که پتاسیم نمی تواند آنها را فعال کند، همانطور که یون سدیم نمی تواند روی آنزیم های وابسته به پتاسیم عمل کند. هنگامی که این یون ها وارد سلول می شوند، با توجه به فعالیت شیمیایی آنها توسط لیگاندهای مناسب متصل می شوند. نقش چنین لیگاندهایی توسط ترکیبات ماکروسیکلیک ایفا می شود که آنالوگ های مدل آن اترهای تاج هستند. برخی از آنتی بیوتیک ها (مانند والینومایسین) یون های پتاسیم را به داخل میتوکندری منتقل می کنند.
مشخص شده است که برای عملکرد (Na + -K +) -ATPase (آدنوزین تری فسفاتاز)، یک آنزیم غشایی که هیدرولیز ATP را کاتالیز می کند، به یون های سدیم و پتاسیم به طور همزمان نیاز است. ATPase انتقال یون های سدیم و پتاسیم را در مراحل خاصی از واکنش آنزیمی متصل می کند و آزاد می کند، زیرا میل ترکیبی مکان های فعال آنزیم برای یون های سدیم و پتاسیم با ادامه واکنش تغییر می کند. در همان زمان، تغییرات ساختاری در آنزیم منجر به این واقعیت می شود که کاتیون های سدیم و پتاسیم در یک طرف غشاء پذیرفته می شوند و از طرف دیگر آزاد می شوند. بنابراین، همزمان با هیدرولیز ATP، حرکت انتخابی کاتیون‌های عناصر قلیایی نیز وجود دارد (عملکرد به اصطلاح پمپ Na-K).
نیاز روزانه به پتاسیم در یک کودک 12-13 میلی گرم به ازای هر 1 کیلوگرم وزن و در بزرگسالان - 2-3 میلی گرم است. 4-6 برابر کمتر. فرد بیشتر پتاسیم مورد نیاز خود را از مواد غذایی با منشاء گیاهی دریافت می کند.
النا ساوینکینا
