발견 역사. 칼륨: 원소 발견의 역사 칼륨의 가장 중요한 화합물의 화학적 특성

칼륨(lat. Kalium), K("칼륨" 읽기), 원자 번호 19, 원자 질량 39.0983의 화학 원소.

칼륨은 39K(93.10질량%)와 41K(6.88%), 그리고 하나의 방사성 40K(0.02%)의 두 가지 안정한 핵종의 형태로 자연에서 발생합니다. 칼륨-40 T 1/2의 반감기는 우라늄-238의 T 1/2보다 약 3배 짧고 12억 8천만년이다. ~에 비칼륨-40의 붕괴는 안정한 칼슘-40을 생성하고, 전자 포획 유형에 의한 붕괴는 불활성 기체인 아르곤-40을 생성한다.

2K + 2H2O = 2KOH + H2

8K + 4H 2 SO 4 \u003d K 2 S + 3K 2 SO 4 + 4H 2 O.

200-300°C로 가열하면 칼륨은 수소(H)와 반응하여 염과 같은 수소화물 KH를 형성합니다.

영수증:칼륨은 현재 액체 나트륨(Na) 용융 KOH(380-450°C에서) 또는 KCl(760-890°C에서)과 반응하여 생성됩니다.

Na + KOH = NaOH + K

칼륨은 또한 700 ° C에 가까운 온도에서 K 2 CO 3와 혼합된 KCl 용융물을 전기분해하여 얻습니다.

2KCl \u003d 2K + Cl 2

칼륨은 진공 증류에 의해 불순물로부터 정제됩니다.

애플리케이션:화학 전류 소스의 전극용 금속 칼륨 재료. 칼륨과 다른 알칼리 금속인 나트륨(Na)의 합금은 원자로에서 냉각제로 사용됩니다.

금속 칼륨보다 훨씬 더 큰 규모로 그 화합물이 사용됩니다. 칼륨 중요한 구성 요소식물의 미네랄 영양 (추출 된 칼륨 염의 약 90 % 소요) 정상적인 발달을 위해 상당한 양이 필요하므로 칼륨 비료가 널리 사용됩니다 : 염화칼륨 KCl, 질산 칼륨 또는 질산 칼륨, KNO 3, 칼륨 K 2 CO 3 및 기타 칼륨 염. 칼륨은 또한 특수 광학 유리 제조, 가스 정화 시 황화수소 흡수제, 탈수제 및 가죽 무두질에 사용됩니다.

요오드화 칼륨 KI는 약물로 사용됩니다. 요오드화 칼륨은 사진 및 미세 비료로도 사용됩니다. 과망간산 칼륨 KMnO 4 ( "과망간산 칼륨") 용액은 방부제로 사용됩니다.

생물학적 역할:칼륨은 모든 유기체의 모든 세포에 지속적으로 존재하는 가장 중요한 생물 발생 요소 중 하나입니다. 칼륨 이온 K +는 이온 채널의 작동 및 생물학적 막의 투과성 조절, 신경 자극의 생성 및 전도, 심장 및 기타 근육의 활동 조절에 관여합니다. 다양한 공정대사. 동물과 인간 조직의 칼륨 함량은 부신의 스테로이드 호르몬에 의해 조절됩니다. 평균적으로 인체(체중 70kg)에는 약 140g의 칼륨이 포함되어 있습니다. 따라서 음식과 함께 정상적인 생활을 하려면 신체는 하루에 2-3g의 칼륨을 섭취해야 합니다. 건포도, 말린 살구, 완두콩 등과 같은 칼륨이 풍부한 식품.

칼륨(영국식 칼륨, 프랑스식 칼륨, 독일식 칼륨)은 1807년 고체의 약간 축축한 가성 칼륨을 전기분해한 데이비(Davy)에 의해 발견되었습니다. Davy는 새로운 금속을 칼륨이라고 불렀지만 그 이름은 붙지 않았습니다. 금속의 대부는 "칼륨"이라는 이름을 제안한 "Annalen deg Physik"저널의 유명한 출판사 인 Hilbert로 밝혀졌습니다. 그것은 독일과 러시아에서 채택되었습니다. 두 이름 모두 칼륨 금속이 발견되기 오래 전에 사용된 용어에서 유래되었습니다. 칼륨이라는 단어는 16세기에 등장한 것으로 추정되는 칼륨이라는 단어에서 파생되었습니다. Van Helmont와 17세기 후반에 발견되었습니다. 러시아, 영국 및 네덜란드에서 상업용 제품인 칼륨의 이름으로 널리 사용됩니다. 러시아어로 번역하면 potashe라는 단어는 "냄비 재 또는 냄비에 끓인 재"를 의미합니다. XVI-XVII 세기에. 칼륨은 대형 보일러에서 끓인 나무 재에서 대량으로 얻었습니다. 칼륨에서 주로 리트리드(정제된) 질산염을 준비하여 화약을 만드는 데 사용했습니다. 특히 많은 칼륨이 러시아, Arzamas 및 Ardatov 근처의 숲에서 가까운 소년 B.I. Morozov 인 Tsar Alexei Mikhailovich의 친척에 속한 모바일 공장 (Maidans)에서 생산되었습니다. 칼륨이라는 단어는 아랍어 알칼리(알칼리성 물질)에서 유래했습니다. 중세 시대에 알칼리 또는 당시 말했듯이 알칼리 염은 서로 거의 다르지 않았으며 동일한 의미를 가진 이름이라고 불렀습니다 : natron, borax, varek 등 kali (qila)라는 단어는 주변에서 발생합니다. 850 아랍 작가에서 특정 식물의 재에서 얻은 제품을 나타내는 Qali (al-Qali)라는 단어가 사용되기 시작했으며 아랍어 qiljin 또는 qaljan (ash) 및 qalaj (burn)는이 단어와 관련이 있습니다. iatrochemistry 시대에 알칼리는 "고정"과 "휘발성"으로 세분되기 시작했습니다. 17세기 알칼리 fixum minerale (미네랄 고정 알칼리 또는 가성 소다), 알칼리 fixum이라는 이름이 있습니다. 식물성 (식물성 고정 알칼리 또는 칼륨 및 가성 칼륨) 및 알칼리 휘발성 (휘발성 알칼리 또는 NH 3). 블랙은 가성 알칼리와 연질 또는 탄산 알칼리를 구분합니다. 알칼리는 단순체 표에 나타나지 않지만 표에 대한 각주에서 Lavoisier는 고정 알칼리(칼륨 및 소다)가 비록 그 구성 요소의 특성이 아직 연구되지 않았지만 아마도 복합 물질일 것이라고 나타냅니다. 19세기 1분기 러시아 화학 문헌에서. 칼륨은 칼륨 (Soloviev, 1824), 칼륨 (Insurance, 1825), 칼륨 (Shcheglov, 1830)이라고 불렀습니다. 이미 1828년에 "Dvigubsky Shop"에서. 칼륨 (황산 칼륨)이라는 이름과 함께 kali (가성 칼륨, 수산화 칼륨 등)라는 이름이 있습니다. 칼륨이라는 이름은 Hess의 교과서가 출판된 후 일반적으로 받아들여졌습니다.

칼륨

칼륨-나; 중.[아라비아 사람. 칼리] 화학 원소(K), 은빛 금속 흰색탄소-칼륨 염(칼륨)에서 추출됩니다.

◁ 칼륨, 일, 일. K번째 예금. 케이 염.칼륨, 일, 일. K산업. K 비료.

(lat. Kalium)은 주기율표 1족의 화학 원소로 알칼리 금속에 속한다. 이름은 아랍어 al-kali - 칼륨(목재 재에서 추출한 오랫동안 알려진 칼륨 화합물)에서 유래되었습니다. 은백색 금속, 부드럽고 가용성; 밀도 0.8629g/cm3, 티 pl 63.51ºC. 공기 중에서 빠르게 산화되며 물과 폭발적으로 반응합니다. 지각의 유병률 측면에서 7 위를 차지합니다 (미네랄 : 실빈, 카이 나이트, 카르 날 라이트 등; 칼륨 염 참조). 그것은 식물과 동물 유기체의 조직의 일부입니다. 추출된 소금의 약 90%는 비료로 사용됩니다. 칼륨 금속은 슈퍼퍼옥사이드 KO 2 를 얻기 위해 전자관의 게터로서 화학적 전류 소스에 사용됩니다. K와 Na의 합금 - 원자로의 냉각수.

칼륨(lat. Kalium), K("칼륨"이라고 읽음), 원자 번호 19, 원자 질량 39.0983의 화학 원소.
칼륨은 자연적으로 두 개의 안정한 핵종으로 발생합니다. (센티미터.핵종): 39K(질량의 93.10%) 및 41K(6.88%), 방사성 40K(0.02%) 1개. 칼륨-40 T 1/2의 반감기는 우라늄-238의 T 1/2보다 약 3배 짧고 12억 8천만년이다. 칼륨-40의 b-붕괴 동안 안정한 칼슘-40이 형성되고, 붕괴 동안 전자 포획의 종류에 따라 (센티미터.전자 캡처)불활성 가스 아르곤-40이 형성됩니다.
칼륨은 알칼리 금속 중 하나입니다. (센티미터.알칼리 금속). Mendeleev의 주기율표에서 칼륨은 하위 그룹 IA의 네 번째 기간을 차지합니다. 외부 전자층 구성 4 에스 1이므로 칼륨은 항상 +1(가 I)의 산화 상태를 나타냅니다.
칼륨의 원자 반경은 0.227nm이고 이온의 반경은 K + 0.133nm입니다. 칼륨 원자의 연속 이온화 에너지는 4.34 및 31.8 eV입니다. 전기음성도 (센티미터.전기적 부정성) Pauling 0.82에 따른 칼륨은 뚜렷한 금속 특성을 나타냅니다.
안에 자유 형식- 부드럽고 가벼운 은빛 금속.
발견 역사
칼륨 화합물 및 가장 가까운 화학적 유사체 - 나트륨 (센티미터.나트륨), 고대부터 알려져 왔으며 인간 활동의 다양한 분야에서 사용되었습니다. 그러나이 금속 자체는 영국 과학자 G. Davy의 실험 중에 1807 년에야 자유 상태에서 처음 분리되었습니다. (센티미터.데비 험프리). Davy는 갈바니 전지를 전류원으로 사용하여 칼륨 용융물의 전기 분해를 수행했습니다. (센티미터.칼륨)그리고 가성소다 (센티미터.가성 소다)그리하여 금속성 칼륨과 나트륨을 분리했는데, 그는 이것을 "칼륨"(따라서 영어권 국가와 프랑스에서 보존되는 칼륨의 이름)과 "나트륨"이라고 불렀습니다. 1809년 영국의 화학자 L. V. Gilbert는 "칼륨"(아랍어 al-kali - 칼륨에서 유래)이라는 이름을 제안했습니다.
자연 속에 있음
지각의 칼륨 함량은 질량 기준으로 2.41%이며, 칼륨은 지각에서 가장 흔한 10대 원소 중 하나입니다. 칼륨을 함유한 주요 미네랄: 실빈 (센티미터.실빈) KCl(52.44% K), 실비나이트(Na, K)Cl(이 광물은 염화칼륨 KCl과 염화나트륨 NaCl 결정의 조밀하게 압축된 기계적 혼합물임), 카르날라이트 (센티미터.카르날라이트) KCl MgCl 2 · 6H 2 O (35.8% K), 다양한 알루미노실리케이트 (센티미터.알루모실리케이트)칼륨, 카이나이트 함유 (센티미터.가인) KCl MgSO4·3H2O, 폴리할라이트 (센티미터.폴리할리스) K 2 SO 4 MgSO 4 2CaSO 4 2H 2 O, 알루나이트 (센티미터. ALUNITE) KAl3(SO4)2(OH)6. 바닷물에는 약 0.04%의 칼륨이 포함되어 있습니다.
영수증
현재 칼륨은 액체 나트륨 용융 KOH(380-450°C에서) 또는 KCl(760-890°C에서)과 반응하여 얻습니다.
Na + KOH = NaOH + K
칼륨은 또한 700 ° C에 가까운 온도에서 K 2 CO 3와 혼합된 KCl 용융물을 전기분해하여 얻습니다.
2KCl \u003d 2K + Cl 2
칼륨은 진공 증류에 의해 불순물로부터 정제됩니다.
물리적 및 화학적 특성
칼륨 금속은 부드럽고 칼로 쉽게 절단되며 압착 및 롤링이 잘됩니다. 그것은 입방 체심 입방 격자, 매개변수를 가지고 있습니다. ㅏ= 0.5344nm. 칼륨의 밀도는 물의 밀도보다 작고 0.8629g/cm 3 입니다. 모든 알칼리 금속과 마찬가지로 칼륨은 쉽게 녹고(녹는점 63.51°C) 비교적 낮은 열에서도 증발하기 시작합니다(칼륨 끓는점 761°C).
칼륨은 다른 알칼리 금속과 마찬가지로 화학적으로 매우 활동적입니다. 대기 산소와 쉽게 상호 작용하여 주로 K 2 O 2 과산화물과 KO 2 과산화물(K 2 O 4)로 구성된 혼합물을 형성합니다.
2K + O 2 \u003d K 2 O 2, K + O 2 \u003d KO 2.
공기 중에서 가열하면 칼륨은 적자색 불꽃을 내며 연소합니다. 물과 묽은 산과 함께 칼륨은 폭발과 상호 작용합니다(결과적인 수소 발화).
2K + 2H2O = 2KOH + H2
산소 함유 산은 이 상호 작용에서 환원될 수 있습니다. 예를 들어, 황산의 황 원자는 S, SO 2 또는 S 2-로 환원됩니다.
8K + 4H 2 SO 4 \u003d K 2 S + 3K 2 SO 4 + 4H 2 O.
200-300 °C로 가열하면 칼륨은 수소와 반응하여 소금과 같은 수소화물 KN을 형성합니다.
2K + H2 = 2KH
할로겐으로 (센티미터.할로겐)칼륨은 폭발과 상호 작용합니다. 칼륨이 질소와 상호작용하지 않는다는 것은 흥미로운 사실입니다.
다른 알칼리 금속과 마찬가지로 칼륨은 액체 암모니아에 쉽게 용해되어 파란색 용액을 형성합니다. 이 상태에서 칼륨은 특정 반응을 수행하는 데 사용됩니다. 저장하는 동안 칼륨은 암모니아와 천천히 반응하여 아미드 KNH 2를 형성합니다.
2K + 2NH 3층 \u003d 2KNH 2 + H 2
가장 중요한 칼륨 화합물은 K 2 O 산화물, K 2 O 2 과산화물, K 2 O 4 초과산화물, KOH 수산화물, KI 요오드화물, K 2 CO 3 탄산염 및 KCl 염화물입니다.
일반적으로 산화 칼륨 K 2 O는 과산화물과 금속 칼륨의 반응으로 인해 간접적으로 얻습니다.
2K + K2O2 \u003d 2K2O
이 산화물은 뚜렷한 기본 특성을 나타내며 물과 쉽게 반응하여 수산화칼륨 KOH를 형성합니다.
K2O + H2O \u003d 2KOH
수산화칼륨 또는 가성칼륨은 물에 잘 녹습니다(20°C에서 최대 49.10중량%). 생성된 용액은 알칼리와 관련된 매우 강한 염기( 센티미터.알칼리). KOH는 산성 및 양쪽성 산화물과 반응합니다.
SO 2 + 2KOH \u003d K 2 SO 3 + H 2 O,
Al 2 O 3 + 2KOH + 3H 2 O \u003d 2K (반응이 용액에서 진행됨) 및
Al 2 O 3 + 2KOH \u003d 2KAlO 2 + H 2 O (이것은 시약이 융합될 때 반응이 진행되는 방식입니다).
산업계에서 수산화칼륨 KOH는 이온 교환막과 다이어프램을 사용하여 KCl 또는 K 2 CO 3 수용액을 전기 분해하여 얻습니다.
2KCl + 2H2O \u003d 2KOH + Cl2 + H2,
또는 K 2 CO 3 또는 K 2 SO 4 용액과 Ca (OH) 2 또는 Ba (OH) 2의 교환 반응으로 인해 :
K2CO3 + Ba(OH)2 = 2KOH + BaCO3
고체 수산화칼륨 또는 그 용액이 피부와 눈에 닿으면 피부와 점막에 심한 화상을 입을 수 있으므로 이러한 부식성 물질은 고글과 장갑으로만 작업해야 합니다. 보관 중 수산화칼륨 수용액은 유리를 파괴하고 녹습니다.
탄산 칼륨 K 2 CO 3 (일반적으로 칼륨이라고 함)은 수산화 칼륨 용액을 이산화탄소로 중화하여 얻습니다.
2KOH + CO 2 \u003d K 2 CO 3 + H 2 O.
상당한 양의 칼륨이 일부 식물의 재에서 발견됩니다.
애플리케이션
금속 칼륨 - 화학적 전류 소스의 전극 재료. 다른 알칼리 금속과 칼륨의 합금 - 나트륨은 냉각제로 사용됩니다. (센티미터.절삭유)원자로에서.
금속 칼륨보다 훨씬 더 큰 규모로 그 화합물이 사용됩니다. 칼륨은 식물의 미네랄 영양의 중요한 구성 요소이며 정상적인 발달을 위해 상당한 양이 필요하므로 칼륨 비료가 널리 사용됩니다. (센티미터.칼륨 비료): 염화칼륨 KCl, 질산칼륨 또는 질산칼륨, KNO 3, 칼륨 K 2 CO 3 및 기타 칼륨염. 칼륨은 또한 특수 광학 유리 제조, 가스 정화 시 황화수소 흡수제, 탈수제 및 가죽 무두질에 사용됩니다.
요오드화 칼륨 KI는 약물로 사용됩니다. 요오드화 칼륨은 사진 및 미세 비료로도 사용됩니다. 과망간산 칼륨 KMnO 4 ( "과망간산 칼륨") 용액은 방부제로 사용됩니다.
내용별 바위아 방사성 40K는 그들의 나이를 결정합니다.
체내 칼륨
칼륨은 가장 중요한 생물 발생 요소 중 하나입니다. (센티미터.바이오제닉 요소)모든 유기체의 모든 세포에 존재. 칼륨 이온 K +는 이온 채널의 작동에 관여합니다. (센티미터.이온 채널)생체막 투과성 조절 (센티미터.생물학적 막), 신경 자극의 생성 및 전도, 다양한 대사 과정에서 심장 및 기타 근육의 활동 조절. 동물과 인간 조직의 칼륨 함량은 부신의 스테로이드 호르몬에 의해 조절됩니다. 평균적으로 인체(체중 70kg)에는 약 140g의 칼륨이 포함되어 있습니다. 따라서 음식과 함께 정상적인 생활을 하려면 신체는 하루에 2-3g의 칼륨을 섭취해야 합니다. 건포도, 말린 살구, 완두콩 등과 같은 칼륨이 풍부한 식품.
금속 칼륨 취급의 특징
칼륨 금속은 피부에 매우 심한 화상을 입힐 수 있으며, 가장 작은 칼륨 입자가 눈에 들어가면 시력 상실과 함께 심각한 부상이 발생하므로 보호 장갑과 고글로만 칼륨 금속으로 작업할 수 있습니다. Ignite Potash는 광유로 붓거나 활석과 NaCl의 혼합물로 덮습니다. 칼륨은 탈수된 등유 또는 광유층 아래 밀폐된 철제 용기에 저장됩니다.

백과 사전. 2009 .

다른 사전에 "칼륨"이 무엇인지 확인하십시오.

칼륨 40 ... 위키백과

Novolatinsk. 아랍어에서 온 칼륨. 칼리, 알칼리. Kali의 베이스를 구성하는 부드럽고 가벼운 메탈. 1807년 데비가 발견했습니다. 설명 25000 외국어뿌리의 의미와 함께 러시아어로 사용되었습니다. 미켈슨 A.D., 1865. ... ... 러시아어 외국어 사전

- (Kalium), K, 주기율표의 I 족 화학 원소, 원자 번호 19, 원자량 39.0983; 알칼리 금속을 의미합니다. mp 63.51shC. 살아있는 유기체에서 칼륨은 생체 전기 생성에 관여하는 주요 세포 내 양이온입니다 ... ... 현대 백과사전

칼륨- (Kalium, s. Potassium), chem. 요소, 문자. K, 일련 번호 19, 은백색, 광택이 있는 금속, 보통 ta에서 밀랍의 밀도를 가짐; 1807년 Devi에 의해 발견되었습니다. Oud. V. 20°에서 0.8621, 원자량 39.1, 1가; 녹는 점 … 큰 의학 백과사전

칼륨- (Kalium), K, 주기율표의 I 족 화학 원소, 원자 번호 19, 원자량 39.0983; 알칼리 금속을 의미합니다. 융점 63.51°C. 살아있는 유기체에서 칼륨은 생체 전기 생성에 관여하는 주요 세포 내 양이온입니다 ... ... 삽화가 든 백과 사전

- (기호 K), 알칼리 금속과 관련된 일반적인 화학 원소. 1807년 Humphry Davy 경에 의해 처음 분리되었습니다. 주요 광석은 실빈(염화칼륨), 카르날라이트 및 폴리할라이트입니다. 칼륨은 원자의 냉각제입니다 ... 과학 및 기술 백과사전

남편. 칼륨, 칼륨의 염기를 구성하는 금속으로 나트륨(나트륨)과 매우 유사합니다. Kali cf., neskl., 식물성 알칼리 또는 알칼리 염; 탄산칼륨, 순수 칼륨. 칼륨에 속하는 칼륨. 칼리스틱, 칼륨 함유. 설명 ... ... Dahl의 설명 사전 - 칼륨, 칼륨, pl. 아니오, 남성적이며 kali는 불분명합니다. 참조. (아라비아 칼륨) (화학.). 화학 원소는 탄소-칼륨 염에서 추출한 은백색 알칼리 금속입니다. Ushakov의 설명 사전. D.N. Ushakov. 1935년 1940년 ... Ushakov의 설명 사전

칼륨은 원자 번호 19의 화학 원소주기 체계의 네 번째 기간 인 첫 번째 그룹의 주요 하위 그룹의 요소입니다. 기호 K (lat. Kalium)로 표시됩니다. 단순 물질 칼륨(CAS 번호: 7440-09-7)은 부드러운 은백색 알칼리 금속입니다.
자연에서 칼륨은 예를 들어 해수 및 많은 미네랄과 같은 다른 원소와의 화합물에서만 발견됩니다. 그것은 공기 중에서 매우 빠르게 산화되고 매우 쉽게 침투합니다. 화학 반응, 특히 물과 함께 알칼리를 형성합니다. 여러 측면에서 칼륨의 화학적 특성은 나트륨과 매우 유사하지만 생물학적 기능과 살아있는 유기체의 세포에 의한 사용 측면에서 여전히 다릅니다.

이름의 역사와 유래

칼륨(보다 정확하게는 그 화합물)은 고대부터 사용되어 왔습니다. 따라서, 칼륨(칼륨으로 사용됨)의 생산 세정제) 이미 11세기에 존재했습니다. 짚이나 나무를 태울 때 생긴 재를 물로 처리하고, 그 결과 생성된 용액(잿물)을 여과한 후 증발시켰다. 건조 잔류물에는 탄산칼륨 외에 황산칼륨 K 2 SO 4 , 소다 및 염화칼륨 KCl이 포함되어 있습니다.
1807년 영국의 화학자 Davy는 부식성 칼륨(KOH)의 용융물을 전기분해하여 칼륨을 분리하고 "칼륨"(lat. 칼륨; 이 이름은 영어, 프랑스어, 스페인어, 포르투갈어 및 폴란드어에서 여전히 일반적으로 사용됨)이라고 명명했습니다. 1809년에 L. V. Gilbert는 "칼륨"(아랍어 al-kali-potash에서 온 lat. kalium)이라는 이름을 제안했습니다. 이 이름은 다음에 포함됩니다. 독일 사람, 거기에서 북유럽 및 동유럽의 대부분의 언어 (러시아어 포함) 및이 요소에 대한 기호를 선택할 때 "원"인 K.

영수증

칼륨은 다른 알칼리 금속과 마찬가지로 용융 염화물이나 알칼리를 전기분해하여 얻습니다. 염화물이 더 많기 때문에 높은 온도용융 (600-650 ° C), 소다 또는 칼륨 (최대 12 %)을 추가하여 곧게 펴진 알칼리의 전기 분해가 더 자주 수행됩니다. 용융 염화물을 전기분해하는 동안 용융 칼륨은 음극에서 방출되고 염소는 양극에서 방출됩니다.
케이 + + 전자 - → 케이
2Cl - - 2e - → Cl 2

알칼리의 전기 분해 동안 용융 칼륨도 음극에서 방출되고 산소는 양극에서 방출됩니다.
4OH - - 4e - → 2H2O + O2

녹은 물은 빠르게 증발합니다. 칼륨이 염소 또는 산소와 상호 작용하는 것을 방지하기 위해 음극은 구리로 만들어지고 그 위에 구리 실린더가 배치됩니다. 녹은 형태의 형성된 칼륨은 실린더에 수집됩니다. 양극은 또한 니켈(알칼리 전기분해) 또는 흑연(염화물 전기분해) 실린더 형태로 만들어집니다.

물리적 특성

칼륨은 갓 형성된 표면에 특징적인 광택이 있는 은빛 물질입니다. 매우 가볍고 가볍습니다. 수은에 비교적 잘 용해되어 아말감을 형성합니다. 버너의 불꽃에 도입된 칼륨(및 그 화합물)은 특징적인 핑크-바이올렛 색상으로 불꽃을 채색합니다.

화학적 특성

다른 알칼리 금속과 마찬가지로 원소 칼륨은 전형적인 금속 특성을 나타내며 반응성이 매우 강하여 강력한 환원제입니다. 공기 중에서 신선한 컷은 화합물(산화물 및 탄산염)의 막 형성으로 인해 빠르게 변색됩니다. 대기와 장기간 접촉하면 완전히 붕괴될 수 있습니다. 물과 폭발적으로 반응함. 공기와 물이 표면에 닿지 않도록 휘발유, 등유 또는 실리콘 층 아래에 ​​보관해야 합니다. Na, Tl, Sn, Pb, Bi와 함께 칼륨은 금속간 화합물을 형성합니다.

기사의 내용

칼륨주기율표 제1족(Ia)의 화학 원소인 (칼륨)K는 알칼리 원소이다. 원자 번호 19, 원자 질량 39.0983. 이것은 2개의 안정한 동위원소 39K(93.259%) 및 41K(6.729%)와 반감기가 ~10 9년인 방사성 동위원소 40K로 구성됩니다. 이 동위 원소는 자연에서 특별한 역할을 합니다. 동위원소 혼합물에서 차지하는 비중은 0.01%에 불과하지만 지구 대기에 포함된 거의 모든 아르곤40Ar의 근원으로 40K의 방사성 붕괴 과정에서 형성된다. 아마도 발달에 약간의 영향을 미치는 살아있는 유기체.

40K 동위 원소는 칼륨-아르곤 방법으로 암석의 나이를 결정하는 데 사용됩니다. 반감기가 15.52년인 인공 동위 원소 42K는 의학 및 생물학에서 방사성 추적자로 사용됩니다.

+1 산화 상태.

칼륨 화합물은 고대부터 알려져 왔습니다. 칼륨 - 탄산칼륨 K 2 CO 3 - 오랫동안 목재 재에서 분리되었습니다.

금속칼륨은 1807년 영국의 화학자이자 물리학자인 Humphry Davy가 녹은 가성 칼륨(KOH)을 전기분해하여 얻었습니다. Davy가 선택한 "칼륨"이라는 이름은 칼륨에서 이 원소의 기원을 반영합니다. 요소의 라틴어 이름은 칼륨의 아랍어 이름인 "al-kali"에서 파생됩니다. "칼륨"이라는 단어는 1831년 상트페테르부르크의 학자인 헤르만 헤스(Hermann Hess, 1802-1850)에 의해 러시아 화학 명명법에 도입되었습니다.

자연의 칼륨 분포 및 산업적 추출.

상대적으로 칼륨 염의 큰 침전물 순수한 형태고대 바다의 증발의 결과로 형성되었습니다. 화학 산업에서 가장 중요한 칼륨 광물은 실빈(KCl)과 실비나이트(NaCl과 KCl의 혼합 염)입니다. 칼륨은 이중 염화물 KCl MgCl 2 · 6H 2 O (carnallite) 및 황산염 K 2 Mg 2 (SO 4) 3 (langbeinite)의 형태로도 발견됩니다. 1856년 독일 스타스푸르트에서 칼륨 염의 대규모 층이 처음 발견되었습니다. 그로부터 1861년부터 1972년까지 칼륨이 산업적 규모로 채굴되었습니다.

바닷물에는 약 0.06%의 염화칼륨이 포함되어 있습니다. 솔트 레이크나 사해와 같은 일부 내륙 수역에서는 농도가 1.5%까지 높아 경제적으로 원소를 추출할 수 있습니다. 사해에서 수백만 톤의 칼륨 염을 추출할 수 있는 거대한 공장이 요르단에 건설되었습니다.

나트륨과 칼륨은 암석에 거의 똑같이 풍부하지만 해양에는 나트륨보다 칼륨이 약 30배 적습니다. 이것은 특히 더 큰 양이온을 포함하는 칼륨염이 나트륨염보다 용해도가 낮고 칼륨이 점토의 이온 교환으로 인해 토양의 복합 규산염 및 알루미노규산염에 더 강하게 결합한다는 사실 때문입니다. 또한 암석에서 침출되는 칼륨은 식물에 더 많이 흡수됩니다. 화학적 풍화 과정에서 방출된 1,000개의 칼륨 원자 중 2개만이 해저에 도달하고 998개는 토양에 남아 있는 것으로 추정됩니다. 학자인 Alexander Evgenievich Fersman(1883–1945)은 “토양은 칼륨을 흡수하는데 이것은 기적적인 힘입니다.

칼륨은 식물 생명의 필수 요소이며 야생 식물의 발달은 종종 칼륨의 가용성에 의해 제한됩니다. 칼륨이 부족하면 식물이 더 천천히 자라며 잎, 특히 오래된 잎은 노랗게 변하고 가장자리가 갈색으로 변하며 줄기가 가늘고 약해지며 씨앗이 발아 능력을 잃습니다. 그러한 식물의 열매-이것은 특히 과일에서 눈에 띄게 나타납니다-정상적인 양의 칼륨을받은 식물의 열매보다 덜 달콤합니다. 칼륨 부족은 비료로 보충됩니다.

칼륨 비료는 칼륨 함유 제품의 주요 유형(95%)입니다. KCl이 가장 많이 사용되며 비료로 사용되는 칼륨의 90% 이상을 차지합니다.

2003년 세계 칼륨 비료 생산량은 2,780만 톤으로 추산되었습니다(칼륨 비료의 칼륨 함량은 보통 K 2 O로 환산됩니다). 이 중 33%는 캐나다에서 제조되었습니다. 세계 칼륨 비료 생산량의 13%는 Uralkali 및 Belaruskali 생산 협회에서 담당합니다.

단순 물질의 특성화 및 금속 칼륨의 산업 생산.

칼륨은 녹는점이 63.51°C이고 끓는점이 761°C인 부드러운 은백색 금속으로 외부 전자의 여기가 쉽기 때문에 화염에 특징적인 적자색을 줍니다.

화학적으로 매우 활동적이며 산소와 쉽게 상호 작용하고 공기 중에서 가열하면 발화합니다. 이 반응의 주요 생성물은 과산화칼륨 KO 2 입니다.

물과 묽은 산과 함께 칼륨은 폭발 및 발화와 상호 작용합니다. 황산황화수소, 황 및 이산화황, 질소-질소 산화물 및 N 2로 감소합니다.

200–350°C로 가열하면 칼륨은 수소와 반응하여 KH 수소화물을 형성합니다. 금속 칼륨은 불소 분위기에서 발화하고 액체 염소와 약하게 상호 작용하지만 브롬과 접촉하고 요오드와 문지르면 폭발합니다. 칼륨은 칼코겐 및 인과 반응합니다. 250–500°C에서 흑연을 사용하면 C 8 K–C 60 K 조성의 층상 화합물을 형성합니다.

칼륨은 액체 암모니아(-70°C에서 100ml에 35.9g)에 용해되어 특이한 특성을 가진 밝은 파란색 준안정 용액을 형성합니다. 이 현상은 1808년 Humphrey Davy 경에 의해 처음으로 관찰되었습니다. 액체 암모니아의 칼륨 용액은 1863년 T. Weil이 얻은 이후로 널리 연구되었습니다.

칼륨은 액체 리튬, 마그네슘, 카드뮴, 아연, 알루미늄 및 갈륨에 용해되지 않으며 이들과 반응하지 않습니다. 나트륨을 사용하면 7 ° C에서 분해되어 녹는 금속 간 화합물 KNa 2를 형성합니다. 루비듐과 세슘을 사용하면 칼륨은 다음과 같은 고용체를 제공합니다. 최소 온도약 35 ° C에서 녹습니다. 수은을 사용하면 녹는 점이 각각 270 및 180 ° C 인 두 개의 수은 KHg 2 및 KHg를 포함하는 아말감을 형성합니다.

칼륨은 많은 산화물과 격렬하게 상호 작용하여 단순한 물질로 환원시킵니다. 알코올을 사용하면 알코올산염을 형성합니다.

나트륨과 달리 칼륨은 용융 염화물에 매우 잘 용해되고 표면에 뜨지 않기 때문에 염화물 용융물의 전기 분해로는 얻을 수 없습니다. 폭발과 함께 금속 칼륨과 반응하는 과산화물의 형성으로 인해 추가적인 어려움이 발생하므로 금속 칼륨의 산업 생산 방법은 850 ° C에서 금속 나트륨으로 용융 염화칼륨을 환원시키는 것입니다.

나트륨에 의한 염화칼륨의 환원은 언뜻 보기에 일반적인 반응성 순서와 모순됩니다(칼륨은 나트륨보다 반응성이 더 큽니다). 그러나 850–880 ° C에서 평형이 설정됩니다.

Na(g) + K + (g) Na + (g) + K(g)

칼륨은 휘발성이 높기 때문에 더 빨리 증발하여 평형이 바뀌고 반응이 촉진됩니다. 칼륨은 순도 99.5%의 충진탑에서 분별증류하여 얻을 수 있지만 수송용으로는 보통 칼륨과 나트륨의 혼합물을 사용한다. 15~55%의 나트륨을 포함하는 합금은 실온) 액체이므로 운반하기가 더 쉽습니다.

때때로 칼륨은 안정한 산화물을 형성하는 다른 원소에 의해 염화물에서 환원됩니다.

6KCl + 2Al + 4CaO = 3CaCl2 + CaO Al2O3 + 6K

나트륨보다 생산이 어렵고 비용이 많이 드는 금속칼륨은 훨씬 적은 양으로 생산된다(세계 생산량은 연간 약 500톤). 중 하나 중요 영역적용 - 금속의 직접 연소에 의해 과산화물 KO 2를 얻습니다.

칼륨 금속은 특정 유형의 합성 고무 생산 및 실험실 실습에서 촉매로 사용됩니다. 칼륨과 나트륨의 합금은 원자로에서 냉각수 역할을 합니다. 또한 티타늄 생산시 환원제입니다.

칼륨은 심한 피부 화상을 유발합니다. 가장 작은 부스러기라도 눈에 들어가면 시력을 잃을 수 있습니다. 점화 칼륨은 광유로 부어지거나 활석과 염화나트륨의 혼합물로 덮여 있습니다.

칼륨은 건조된 등유 또는 광유층 아래 밀폐된 상자에 보관됩니다. 칼륨 폐기물은 건조 에탄올 또는 프로판올로 처리한 후 생성된 알코올레이트를 물로 분해하여 폐기합니다.

칼륨 화합물.

칼륨은 수많은 이원 화합물과 염을 형성합니다. 거의 모든 칼륨 염은 용해도가 높습니다. 예외는 다음과 같습니다.

KHC 4 H 4 O 6 - 주석산수소칼륨

KClO 4 - 과염소산칼륨

K 2 Na 6H 2 O - 헥사니트로코발트산이칼륨나트륨(III) 수화물

K 2 - 헥사클로로백금산칼륨(IV)

산화칼륨 K 2 O는 황색 결정을 형성합니다. 칼륨을 수산화물, 과산화물, 질산염 또는 아질산칼륨으로 가열하여 얻습니다.

2KNO2 + 6K = 4K2O + N2

아지드화칼륨 KN 3와 아질산칼륨의 혼합물을 가열하거나 계산된 양의 산소로 액체 암모니아에 용해된 칼륨의 산화도 사용됩니다.

산화칼륨은 암모니아 합성에서 촉매로 사용되는 해면철의 활성제입니다.

과산화칼륨과산화물 KO 2로 쉽게 산화되기 때문에 단순 물질로부터 K 2 O 2를 얻기가 어려우므로 NO를 사용한 금속 산화가 사용됩니다. 그러나 가장 좋은 제조 방법은 액체 암모니아에 용해된 금속을 정량적으로 산화시키는 것입니다.

과산화칼륨은 이염기성 염 H 2 O 2 로 간주될 수 있습니다. 따라서 찬물에서 산이나 물과 상호작용하면 과산화수소가 정량적으로 생성된다.

과산화칼륨 KO 2(주황색)는 공기 중에서 금속이 정상적으로 연소되는 동안 형성됩니다. 이 화합물은 광산, 잠수함 및 우주선의 호흡 마스크에서 백업 산소 공급원으로 사용됩니다.

KO 2의 조심스러운 열분해로 세스퀴옥사이드 "K 2 O 3 "는 어두운 상자성 분말 형태로 형성됩니다. 또한 액체 암모니아에 용해된 금속의 산화 또는 과산화물의 제어된 산화에 의해 얻을 수 있습니다. 그것은 dinaperoxide-peroxide [(K +) 4 (O 2 2–)(O 2 –) 2]라고 가정합니다.

칼륨 오존화물 KO 3는 저온에서 무수 수산화칼륨 분말에 오존을 작용시킨 다음 액체 암모니아로 생성물(적색)을 추출하여 얻을 수 있습니다. 폐쇄 시스템에서 공기 재생용 조성물의 성분으로 사용됩니다.

수산화 칼륨 KOH는 강염기이며 알칼리에 속합니다. 전통적인 이름인 "가성 칼륨"은 이 물질이 살아있는 조직에 미치는 부식 효과를 반영합니다.

산업계에서 수산화칼륨은 염화칼륨 또는 탄산칼륨 수용액을 철 또는 수은 음극으로 전기분해하여 얻습니다(세계 생산량은 연간 약 70만 톤). 탄산칼륨과 수산화칼슘 또는 황산칼륨과 수산화바륨의 상호작용에 의해 형성된 침전물을 분리한 후 여액으로부터 수산화칼륨을 분리할 수 있다.

수산화칼륨을 만드는 데 사용됩니다. 액체 비누및 다양한 칼륨 화합물. 또한 알카라인 배터리의 전해질 역할을 합니다.

불화칼륨 KF는 희귀 광물인 카로바이트를 형성합니다. 불화칼륨은 불화수소 또는 불화암모늄 수용액과 수산화칼륨 또는 그 염의 상호작용에 의해 얻어진다.

불화 칼륨은 다양한 불소 함유 칼륨 화합물의 합성, 유기 합성의 불소화제, 내산성 퍼티 및 특수 유리의 구성 요소로 사용됩니다.

염화칼륨 KCl은 자연에서 발견됩니다. 분리를 위한 원료는 실빈, 실비나이트, 카르날라이트입니다.

염화칼륨은 galurgy 및 부유선광법으로 실비나이트에서 얻습니다. Galurgy (그리스어에서 번역됨- "소금 사업")에는 천연 소금 원료의 구성 및 특성에 대한 연구와 그로부터 미네랄 염을 산업적으로 생산하는 방법 개발이 포함됩니다. halurgical 분리 방법은 높은 온도에서 물에서 KCl과 NaCl의 다른 용해도를 기반으로 합니다. 상온에서 염화칼륨과 염화나트륨의 용해도는 거의 같습니다. 온도가 상승함에 따라 염화나트륨의 용해도는 거의 변하지 않으며 염화칼륨의 용해도는 급격히 증가합니다. 추위에는 두 염의 포화 용액을 준비한 다음 가열하고 실비 나이트를 처리합니다. 이 경우 용액은 염화칼륨으로 추가로 포화되고 염화나트륨의 일부는 용액에서 변위되어 침전되고 여과로 분리됩니다. 용액을 식히고 과량의 염화칼륨이 결정화됩니다. 결정은 원심분리기에서 분리되어 건조되며, 모액은 실비나이트의 새로운 부분을 처리하는 데 사용됩니다. 염화칼륨의 분리를 위해 이 방법은 물질의 다른 습윤성을 기반으로 하는 부상 방법보다 더 널리 사용됩니다.

염화칼륨은 가장 일반적인 칼륨 비료입니다. 비료로 사용하는 것 외에도 주로 전기 분해에 의한 수산화칼륨 생산에 사용됩니다. 다른 칼륨 화합물도 그것에서 얻습니다.

브롬화칼륨 KBr은 암모니아 존재 하에서 브롬을 수산화칼륨과 반응시키고 브롬 또는 브롬화물을 칼륨염과 반응시켜 얻습니다.

브롬화 칼륨은 사진에 널리 사용됩니다. 그것은 종종 유기 합성에서 브롬의 공급원으로 사용됩니다. 이전에는 브롬화칼륨이 의약("브롬")에서 진정제로 사용되었습니다. 브롬화칼륨 단결정은 IR 분광계용 프리즘 제조에 사용되며 고체의 IR 스펙트럼을 측정할 때 매트릭스로도 사용됩니다.

요오드화 칼륨 KI는 무색의 결정을 형성하며 대기 중의 산소와 산화 및 요오드 방출로 인해 빛에 황색을 띤다. 따라서 요오드화 칼륨은 어두운 유리병에 보관됩니다.

요오드화 칼륨은 포름산 또는 과산화수소의 존재 하에서 요오드와 수산화칼륨의 상호 작용 및 요오드화물과 칼륨염의 교환 반응에 의해 얻어진다. 그것은 질산으로 요오드산칼륨 KIO 3 로 산화됩니다. 요오드화 칼륨은 요오드와 반응하여 수용성 착물 K를 형성하고, 염소와 브롬은 각각 K와 K를 제공합니다.

요오드화 칼륨은 의학 및 수의학에서 약물로 사용됩니다. iodometry의 시약입니다. 요오드화 칼륨은 사진의 김서림 방지제, 전기화학 변환기의 전해질 성분, 물과 극성 용매에서 요오드의 용해도를 증가시키는 첨가제, 미세비료입니다.

황화칼륨 K 2 S는 물에 잘 녹습니다. 가수분해하는 동안 용액에 알칼리성 환경을 만듭니다.

K 2 S = 2K + + S 2– ; S 2– + H 2 OHS – + OH –

황화칼륨은 공기 중에서 쉽게 산화되며 점화되면 연소됩니다. 공기에 접근하지 않고 탄산칼륨 또는 탄산칼륨과 황의 상호 작용과 황산칼륨을 탄소로 환원시켜 얻습니다.

황화칼륨은 사진에서 감광성 유제의 성분입니다. 금속 황화물을 분리하기 위한 분석 시약 및 가죽 처리 제제의 구성 요소로 사용됩니다.

수용액이 황화수소로 포화되면 수황화칼륨 KHS가 형성되며 이는 무색 결정으로 분리될 수 있습니다. 중금속 분리를 위해 분석 화학에 사용됩니다.

황화칼륨을 황으로 가열하면 황색 또는 적색의 폴리황화칼륨 KS가 얻어진다. N (N= 2–6). 다황화칼륨 수용액은 수산화칼륨 또는 황화칼륨 용액을 황으로 끓여서 얻을 수 있습니다. 탄산칼륨이 공기 중의 과량의 황과 소결될 때 소위 유황 간이 형성됩니다 - KS의 혼합물 N및 K2S2O3.

폴리황화물은 강철 및 주철을 황화시키는 데 사용됩니다. 황산 간은 다음과 같이 사용됩니다. 약피부병 치료 및 살충제.

황산칼륨 K 2 SO 4는 칼륨 염 퇴적물과 소금 호수의 물에서 자연적으로 발생합니다. 그것은 염화칼륨과 황산 또는 다른 원소의 황산염 사이의 교환 반응에 의해 얻을 수 있습니다.

황산칼륨은 비료로 사용된다. 이 물질은 염화칼륨보다 비싸지 만 염화칼륨과 달리 흡습성이없고 굳지 않는 것은 아닙니다. 황산칼륨은 식염수를 포함한 모든 토양에서 사용할 수 있습니다.

명반 및 기타 칼륨 화합물은 황산칼륨에서 얻습니다. 유리 생산 비용의 일부입니다.

질산칼륨 KNO 3는 강력한 산화제입니다. 흔히 질산칼륨이라고 합니다. 본질적으로 그것은 질화 박테리아의 중요한 활동의 ​​결과로 유기 물질이 분해되는 동안 형성됩니다.

질산칼륨은 염화칼륨과 질산나트륨 사이의 교환 반응과 탄산칼륨 또는 염화물에 대한 질산 또는 아질산 기체의 작용에 의해 얻어진다.

질산칼륨은 칼륨과 질소를 모두 함유하고 있는 우수한 비료이지만, 고비용생산. 질산칼륨은 또한 성냥과 유리 생산에서 흑색 화약 및 불꽃 조성의 제조에 사용됩니다. 또한 육류 제품의 보존에도 사용됩니다.

탄산 칼륨 K 2 CO 3는 칼륨이라고도합니다. 염화칼륨이 있는 상태에서 수산화칼륨 용액 또는 탄산마그네슘 현탁액에 이산화탄소를 작용시켜 얻는다. 네펠린을 알루미나로 가공하는 부산물입니다.

상당한 양의 탄산칼륨이 식물 재에서 발견됩니다. 모든 칼륨의 대부분은 해바라기 재에 있습니다-36.3%. 장작의 재에서 산화칼륨은 3.2%(가문비나무 장작)에서 13.8%(자작나무 장작)로 훨씬 적습니다. 토탄 재에는 칼륨이 훨씬 적습니다.

탄산칼륨은 주로 광학 렌즈, 컬러 TV 튜브 및 형광등에 사용되는 고품질 유리를 생산하는 데 사용됩니다. 또한 도자기, 염료 및 안료 생산에도 사용됩니다.

과망간산 칼륨 KMnO4는 암자색 결정을 형성합니다. 이 물질의 용액은 적자색을 띤다. 과망간산칼륨은 강알칼리성 매체에서 망간 또는 페로망간을 양극 산화하여 얻습니다.

과망간산 칼륨은 강력한 산화제입니다. 표백제, 표백제 및 세정제로 사용됩니다. 예를 들어 사카린 생산과 같은 유기 합성에도 사용됩니다.

수소화칼륨 KH는 분해되는 흰색 고체입니다. 단순 물질. 수소화칼륨은 가장 강력한 환원제입니다. 습한 공기와 불소 또는 염소 환경에서 발화합니다. 수소화칼륨은 물이나 이산화탄소와 같은 약한 산화제로도 산화될 수 있습니다.

KH + H2O \u003d KOH + H2

KH + CO 2 \u003d K (HCOO) (포름산 칼륨)

수소화칼륨은 또한 산 및 알코올과 반응하여 발화할 수 있습니다. 황화수소, 염화수소 및 수소(I)를 함유한 기타 물질을 감소시킵니다.

2KH + H2S = K2S + 2H2

KH + HCl \u003d KCl + H2

수소화칼륨은 무기 및 유기 합성에서 환원제로 사용됩니다.

시안화칼륨시안화칼륨으로 알려진 KCN은 물과 일부 비수성 용매에 잘 녹는 무색 결정을 형성합니다. 수용액에서는 시안화수소 HCN의 방출과 함께 서서히 가수분해되며, 수용액을 끓이면 포름산칼륨과 암모니아로 분해된다.

시안화칼륨이 있는 경우, 예를 들어 구리가 물과 반응하여 수소를 방출하고 디시아노쿠프로산칼륨(I)을 형성하는 것과 같이 일반적이지 않은 반응이 일어날 수 있습니다.

유사한 조건에서 금의 경우 상호 작용이 발생합니다. 사실, 이 덜 활동적인 금속은 물에 의해 산화될 수 없지만 산소가 있는 상태에서 시아노 착물 형태의 용액으로 전달됩니다.

4Au + 8KCN + 2H2O + O2 \u003d 4K + 4NaOH

시안화칼륨은 시안화수소와 과량의 수산화칼륨을 반응시켜 제조합니다. 그것은 은에서 백금을 정제하고 도금 및 은도금을 전기 도금하기 위한 전해질의 구성 요소인 불량한 광석에서 은과 금을 추출하기 위한 시약입니다. 시안화칼륨은 은, 니켈 및 수은을 측정하기 위한 화학 분석 시 시약으로 사용됩니다.

시안화칼륨은 독성이 강합니다. 인간의 치사량은 120mg입니다.

복합 화합물. 칼륨은 여러 자리 리간드(여러 결합으로 원자와 결합할 수 있는 분자 또는 이온), 예를 들어 거대고리 폴리에스테르(크라운 에테르)와 함께 가장 안정적인 복합 화합물을 형성합니다.

크라운 에테르(영어 크라운 - 크라운)는 순환에 11개 이상의 원자를 포함하며, 그 중 최소 4개는 산소 원자입니다. 크라운 에테르의 사소한 이름에서 사이클의 총 원자 수와 산소 원자 수는 각각 "크라운"이라는 단어 앞과 뒤에 숫자로 표시됩니다. 이러한 이름은 체계적인 이름보다 훨씬 짧습니다. 예를 들어, 12-crown-4(그림 1)는 국제 명명법에 따라 1,4,7,10,13-tetraoxocyclododecane이라고 합니다.

쌀. 1. 그래픽 공식화합물 12-크라운-4.

크라운 에테르는 금속 양이온과 안정한 착물을 형성합니다. 이 경우 양이온은 크라운 에테르의 분자 내 공동에 포함되며 산소 원자와의 이온 쌍극자 상호 작용으로 인해 거기에 유지됩니다. 가장 안정적인 착물은 기하학적 매개변수가 크라운 에테르 공동에 해당하는 양이온을 가진 착물입니다. 칼륨 양이온과 가장 안정한 복합체는 예를 들어 18-crown-6과 같은 6개의 산소 원자를 포함하는 크라운 에테르를 형성합니다(그림 2).

쌀. 2. 그래픽 공식칼륨 복합물 18-크라운-6 .

칼륨의 생물학적 역할(그리고 나트륨). 칼륨은 나트륨과 함께 살아있는 유기체의 대사 과정을 조절합니다. 인체의 세포에는 많은 양의 칼륨 이온(0.12–0.16 mol/l)이 포함되어 있지만 상대적으로 적은 나트륨 이온(0.01 mol/l)이 포함되어 있습니다. 나트륨 이온의 함량은 세포 외액 (약 0.12 mol / l)에서 훨씬 높기 때문에 칼륨 이온은 세포 내 활동을 제어하고 나트륨 이온은 세포 간 활동을 제어합니다. 이 이온들은 서로 대체할 수 없습니다.

세포막의 안쪽과 바깥쪽에서 나트륨-칼륨 구배가 존재하면 막의 반대쪽에 전위차가 나타납니다. 신경 섬유는 임펄스를 전달할 수 있고 근육은 멤브레인의 외부 표면과 관련된 내부 음전하의 존재로 인해 정확하게 수축할 수 있습니다. 따라서 체내에서 나트륨 및 칼륨 이온은 생리적 조절 및 방아쇠를 행사합니다. 그들은 신경 충동의 전달에 기여합니다. 인간의 정신은 신체의 나트륨 이온과 칼륨 이온의 균형에 달려 있습니다. 신장을 통해 유지되고 배설되는 나트륨 및 칼륨 이온의 농도는 특정 호르몬에 의해 조절됩니다. 따라서 미네랄 코르티코이드는 칼륨 이온 방출을 증가시키고 나트륨 이온 방출을 감소시킵니다.

칼륨 이온은 생체막, 산화환원 및 가수분해 과정을 통해 이온의 전달(수송)을 촉매하는 효소의 일부입니다. 그들은 또한 세포벽의 구조를 유지하고 상태를 조절하는 역할을 합니다. 나트륨 이온이 칼륨 의존 효소에 작용할 수 없는 것처럼 나트륨 이온은 칼륨이 활성화할 수 없는 여러 효소를 활성화합니다. 이러한 이온이 세포에 들어가면 화학적 활성에 따라 적절한 리간드에 의해 결합됩니다. 이러한 리간드의 역할은 크라운 에테르인 모델 유사체인 거대고리 화합물에 의해 수행됩니다. 발리노마이신과 같은 일부 항생제는 칼륨 이온을 미토콘드리아로 운반합니다.

ATP의 가수분해를 촉매하는 막 효소인 (Na + –K +)-ATPase(adenosine triphosphatase)의 작동에는 나트륨 이온과 칼륨 이온이 동시에 필요하다는 것이 밝혀졌습니다. 수송 ATPase는 효소 반응의 특정 단계에서 나트륨 및 칼륨 이온에 결합하고 방출하는데, 이는 반응이 진행됨에 따라 나트륨 및 칼륨 이온에 대한 효소 활성 부위의 친화력이 변하기 때문입니다. 동시에 효소의 구조적 변화로 인해 나트륨 및 칼륨 양이온이 막의 한 쪽에서는 수용되고 다른 쪽에서는 방출됩니다. 따라서 ATP의 가수분해와 동시에 알칼리성 원소의 양이온도 선택적으로 이동합니다(이른바 Na-K 펌프의 작동).

어린이의 칼륨 일일 요구량은 체중 1kg 당 12-13mg이고 성인의 경우 2-3mg입니다. 4-6 배 적습니다. 사람은 식물성 식품에서 필요한 대부분의 칼륨을 섭취합니다.

엘레나 사빈키나