Нитрат калия гост 4217-77

От чего зависит температура плавления?

У различных материалов различается, и температура их плавления, при которой происходит коренное перестраивание решетки до состояния жидкости. Металлические изделия и изделия из сплавов имеют следующие особенности:

• У различных материалов различается, и температура их плавления, при которой происходит коренное перестраивание решетки до состояния жидкости. Металлические изделия и изделия из сплавов имеют следующие особенности:
• Они редко встречаются в натуральном виде, т.е. без примесей. Именно состав определяет, какой должна быть температура плавки. В пример можно взять олово, в которое добавляют включения серебра. Благодаря примесям материал начинает становится устойчивым к воздействию температуры.
• Существуют такие сплавы, которые из-за химического состава трансформируются в жидкое состояние, когда столбик термометра поднимается чуть выше отметки в + 1 500 °C. Есть и такие сплавы, которые «держатся», если их нагревать до 30 000 °C.
• Стоит учитывать тот факт, что одним из наиболее важных свойств веществ является их точка плавления. В качестве примера можно привести авиационную технику.

Взаимодействие с комплексными соединениями

Калий способен реагировать с кислотами, солями, основаниями и оксидами. С каждым из перечисленных соединений калий вступает в реакцию по разному.

Реакция с водой

Если поместить кусочек калия в воду можно отметить бурную химическую реакцию. Калий, в буквальном смысле слова, будет провоцировать процесс кипения. В результате реакции образуется щелочь и чистый водород.

Реакция с кислотой

Взаимодействие с кислотами в данном случае можно назвать реакцией замещения, так как калий замещает атомы гидрогена из их соединений. В качестве примера можно привести реакцию калия с соляной кислотой. По такому же принципу калий реагирует с другими неорганическими кислотами.

Реакция с оксидами

Эта реакция относится к реакции обмена. Если металл в составе оксида оказывается слабее, чем калий, то элемент вытесняет его из соединения, присоединяя кислород.

Реакция с основаниями

Реакция с основаниями происходит по тому же принципу, что и взаимодействие с оксидами. Калий способен реагировать с соединениями, в которых элемент слабее, чем он сам. В результате данной реакции барий выпадает в осадок.

Реакция с солями

Химическая реакция с солями позволяет получать чистые металлы без примесей. Калий как сильный восстановитель вытесняет более слабый металл, присоединяя остаток соли к себе.

Атомы химических элементов и их валентные возможности

В начале прошлого века научная общественность была потрясена открытием британского физика Э. Резерфорда, который в своем докладе «Рассеяние α- и β-лучей и строение атома» говорил об открытии атомного ядра.

Данное открытие в тандеме со знанием о электронах сместило главенствующую тогда теорию о валентности, заменив ее на теорию о химических связях.

Однако понятие о валентности не пропало из научного мира. Вклад в научное развитие этого термина внесли Э. Франкленд, Ф. А. Кекуле и А. М. Бутлеров.

Согласно проделанным открытиям, атомы химических элементов состоят из:

• атомного ядра, включающего протоны p и нейтроны n;
• электронов e, находящихся на электронных уровнях.

Свойства атомов химических элементов определяет количество электронов на их последнем (внешнем) электронном слое. Именно они участвуют в образовании химических связей разных типов. Такие электроны называются валентными.

Общие данные

Расположение в периодической таблице Д.И. Менделеева: в старой версии — IV период, IV ряд, I группа, в новой версии таблицы – 1 группа, 4 период.

• Атомный номер – 19
• Атомная масса – 39,0983
• Электронная конфигурация – 4s1
• Температура плавления (°С) – 63,65, или 336,8К.
• Температура кипения (°С) – 773,85, или 1047К.
• CAS: 7440-09-7

Физико-химические свойства. Калий представляет собой очень легкий металл с серебристым отблеском в месте свежего среза. Однако, при контакте с кислородом он быстро окисляется (образуя пероксид и супероксид) и покрывается матовой «пленкой», а при длительном нахождении на открытом воздухе вообще способен полностью разрушится. Легкоплавкий, неплохо растворяется в ртути, образовывая амальгамы. Сильный восстановитель. При горении излучает пламя розово-фиолетового цвета. При контакте с водой – взрывается, также активно реагирует с кислотами. Хранить его необходимо под слоем нефтепродуктов (бензин, керосин) или силикона.

При соединении с такими элементами, как – Na, Bi, Sn, Tl и Pb образовывает интерметаллиды.

Характеристика калия с точки зрения физики

Это простое вещество, которое при нормальных условиях находится в твердом агрегатном состоянии. Температура плавления составляет шестьдесят три градуса по шкале Цельсия. Закипает же данный металл, когда температура достигает семисот шестидесяти одного градуса по Цельсию. Рассматриваемое вещество обладает серебристо-белой окраской. Имеет металлический блеск.

Плотность калия составляет восемьдесят шесть сотых грамма на сантиметр кубический. Это очень легкий металл. Формула калия очень проста — он не формирует молекул. Данное вещество состоит из атомов, которые расположены близко друг к другу и имеют кристаллическую решетку. Атомная масса калия равняется тридцати девяти граммам на моль. Твердость его очень низкая — его можно легко порезать ножом, как сыр.

История – краткая справка

Свое название калий получил от арабского слова «аль-кали» (القَلْيَه‎).

В XI веке одну из форм К (карбонат калия), или «поташ», использовали в качестве моющего средства. Добывали же его из золы, образованной при сжигании древесины и соломы. После обрабатывали водой, получая щёлок, фильтровали и выпаривали. Сухой остаток помимо карбоната, содержал в себе соду, хлорид (KCl) и сульфат калия (K₂SO₄). Подобное производство было известно и в XVII веке, из-за чего Петр I для сбережения леса запретил под страхом вечной ссылки использовать лес для сжигания. При этом, для изготовления поташа сжигали старую древесину, сучки и другое вторичное сырье.

Чистый калий в виде металла впервые выделил английский химик Гемфри Дэви (Humphry Davy), который сделал это с помощью проведения электролиза на ртутном катоде влажного едкого кали (KOH). При этом ученый получил амальгаму калия, очистив от ртути которую было получено чистый металл К. Полученное вещество сэр Г.Дэви назвал – «Потасий» (лат. Potasium), до сих пор используемое в английском, испанском, французском и других европейских языках. Данная работа была описана в Бейкеровской лекции, опубликованной 19 ноября 1807 г. Кстати, именно Г.Дэви получил в металлической форме и другие химические элементы – магний, кальций, натрий, барий, литий и стронций.

Примерно через год, в 1808 г, выделение К путем прокаливания KOH с углём получилось у других ученых — Л.Тенара и Гей-Люссака.

Современное название «Калий» (лат. Kalium, К) предложил использовать Л.В. Гильберт в 1809 г., которое вошло в обиход сперва в немецком языке, а после перекочевало в страны Северо-Восточной Европы, и как мы видим, победило среди большинства ученых.

Изотопы

Изотопы калия

Природный калий состоит из трёх изотопов. Два из них стабильны: K (изотопная распространённость 93,258 %) и K (6,730 %). Третий изотоп K (0,0117 %) является бета-активным с периодом полураспада 1,251 миллиарда лет. Сравнительно малый период полураспада и большая распространённость калия по сравнению с ураном и торием означает, что на Земле ещё 2 млрд лет назад и ранее калий-40 вносил главный вклад в естественный радиационный фон. В каждом грамме природного калия в секунду распадается в среднем K, благодаря чему, например, в организме человека массой ежесекундно происходит около 4000 радиоактивных распадов. Поэтому легкодоступные в быту соединения калия (поташ, хлорид калия, калийная селитра и т. д.) можно использовать как пробные радиоактивные источники для проверки бытовых дозиметров. K наряду с ураном и торием считается одним из основных источников геотермальной энергии, выделяемой в недрах Земли (полная скорость энерговыделения оценивается в ). В минералах, содержащих калий, постепенно накапливается Ar, один из продуктов распада калия-40, что позволяет измерять возраст горных пород; калий-аргоновый метод является одним из основных методов ядерной геохронологии.

Один из искусственных изотопов — 37K, — с временем полураспада 1,23651 секунды, применяется в экспериментах по изучению Стандартной модели слабого взаимодействия.

Об элементе

Калий — элемент первой группы (по старой классификации — главной подгруппы первой группы), четвёртого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 19. Обозначается символом K (лат. Kalium). Простое вещество калий — мягкий щелочной металл серебристо-белого цвета. В природе калий встречается только в соединениях с другими элементами, например, в морской воде, а также во многих минералах. Очень быстро окисляется на воздухе и очень легко вступает в химические реакции, особенно с водой, образуя щёлочь. Во многих свойствах калий очень близок натрию, но с точки зрения биологической функции и использования клетками живых организмов они антагонистичны.

Статья составлена с использованием следующих материалов:

Вильдфлуш И. Р., Цыганов А. Р., Лапа В. В., Персикова Т. Ф. Рациональное применение удобрений: Пособие. – Горки: Белорусская государственная сельскохозяйственная  академия, 2002.– 324 с.

2.

ГОСТ 4145 – 74 Калий серно-кислый. Технические условия. Издание официальное. Издательство стандартов. Москва, 1993 – 14 с.

3.

Государственный каталог пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории Российской Федерации, 2013 год. Министерство сельского хозяйства Российской Федерации (Минсельхоз России)

4.

Кореньков Д.А. Удобрения, их свойства и способы использования / Под редакцией Д.А Коренькова.– М.: Колос, 1982.– 415 с.

5.

Минеев В.Г. Агрохимия: Учебник.– 2-е издание, переработанное и дополненное.– М.: Издательство МГУ, Издательство «КолосС», 2004.– 720 с., л. ил.: ил. – (Классический университетский учебник).

6.

Муравин Э.А. Агрохимия. – М. КолосС, 2003.– 384 с.: ил. – (Учебники и учебные пособия для студентов средних учебных заведений).

7.

Химическая энциклопедия: в 5 томах: том 2: Даффа – Меди/ Редколлегия: Кнунянц И.Л.(гл.ред) и др. – М.: Советская энциклопедия, 1990. – 671 с.:ил.

8.

Ягодин Б.А., Жуков Ю.П., Кобзаренко В.И. Агрохимия / Под редакцией Б.А. Ягодина.– М.: Колос, 2002.– 584 с.: ил (Учебники и учебные пособия для студентов высших учебных заведений).

Источники из сети интернет:
9.

Свернуть
Список всех источников

Сфера применения

Соединения калия используют в качестве удобрений, что свидетельствует о его ценных биологических характеристиках. Один из важнейших компонентов биосистемы вместе с азотом и фосфором. Помимо этого, необходим обмен элемента в натриево-калиевом насосе клетки любого живого организма.

Большую популярность приобрел в гальванотехнике. Соли металла быстро растворяются, по сравнению с солями натрия. Это свойство позволяет устанавливать высокие цены компаниям, которые занимаются обработкой калия.

Особые соединения калия

Бромид используется в фармацевтике для изготовления успокоительных лекарств.

Карбонат, хлорид и нитрат пользуются популярностью у садоводов, так как представляют собой удобрения, обогащённые большим количеством полезных микроэлементов.

Перманганат применяется в химических лабораториях для получения кислорода, а также ранее широко применялся в быту благодаря своим антисептическим свойствам.

Пероксид и супероксид обеспечивают регенерацию воздуха на подводных лодках и противогазах, благодаря своей способности поглощать углекислый газ и выделять кислород.

Из описания характеристик калия с другими элементами становится понятно, что это крайне важная составляющая организма, которая должны взаимодействовать с другими металлами и неметаллами, чтобы обеспечить гармоничный рост и развитие организма. Норма потребления этого элемента для человека — 2040 мг в сутки.

Роль этого металла и реакций организма, в которых он принимает участие, имеют большое значение для строения клеток, из которых состоит любой живой организм. Благодаря образованию различных химических связей, калий помог человечеству добиться новых вершин в кораблестроении, садоводстве, фармацевтической промышленности.

Повсеместное нахождение в природе позволяет добывать металл и его соединения беспрерывно, а благодаря успехам учёных в области химии возможно регулировать плотность содержания калия в препаратах. При соблюдении правильных пропорций и составлении схем алгоритмов можно предугадать пользу или вред.

Калий может быть полезным, но также он способен обрекать людей на тяжкие мучения, такие как: ожоги рук, раздражение слизистых оболочек. Об этом следует помнить всем, кто стремится узнать больше о свойствах этого металла. Прежде чем начинать работу с опасными веществами, лучше узнать всё о многолетнем опыте предшественников, чтобы избежать печальных и необратимых последствий.

Изотопы

Основная статья: Изотопы калия

Природный калий состоит из трёх изотопов. Два из них стабильны: 39K (изотопная распространённость 93,258 %) и 41K (6,730 %). Третий изотоп 40K (0,0117 %) является бета-активным с периодом полураспада 1,251 миллиарда лет. Сравнительно малый период полураспада и большая распространённость калия по сравнению с ураном и торием означает, что на Земле ещё 2 млрд лет назад и ранее калий-40 вносил главный вклад в естественный радиационный фон. В каждом грамме природного калия в секунду распадается в среднем 31,0±0,3 ядра 40K, благодаря чему, например, в организме человека массой 70 кг ежесекундно происходит около 4000 радиоактивных распадов. Поэтому легкодоступные в быту соединения калия (поташ, хлорид калия, калийная селитра и т. д.) можно использовать как пробные радиоактивные источники для проверки бытовых дозиметров. 40K наряду с ураном и торием считается одним из основных источников геотермальной энергии, выделяемой в недрах Земли (полная скорость энерговыделения оценивается в 40—44 ТВт). В минералах, содержащих калий, постепенно накапливается 40Ar, один из продуктов распада калия-40, что позволяет измерять возраст горных пород; калий-аргоновый метод является одним из основных методов ядерной геохронологии.

Один из искусственных изотопов — 37K, — с временем полураспада 1,23651 секунды, применяется в экспериментах по изучению Стандартной модели слабого взаимодействия.

Химические свойства хлорида калия. Химические реакции хлорида калия:

Химические свойства хлорида калия аналогичны свойствам хлоридов других металлов. Поэтому для него характерны следующие химические реакции:

1. реакция взаимодействия хлорида калия и натрия:

KCl + Na → K + NaCl (t = 760-890 °C).

В результате реакции образуются калий и хлорид натрия. В ходе реакции газообразным натрием воздействуют на расплав хлорида калия.

2. реакция взаимодействия хлорида калия и нитрата натрия:

NaNO3 + KCl → NaCl + KNO3.

В результате реакции образуются нитрат калия и хлорид натрия.

3. реакция взаимодействия хлорида калия и нитрита натрия:

NaNO2 + KCl → KNO2 + NaCl.

В результате реакции образуются нитрит калия и хлорид натрия.

4. реакция взаимодействия хлорида калия и нитрата серебра:

AgNO3 + KCl → AgCl + KNO3.

В результате реакции образуются нитрат калия и хлорид серебра. В ходе реакции используется разбавленный раствор хлорида калия.

5. реакция взаимодействия хлорида калия и хлорида цинка:

ZnCl2 + 2KCl → K2.

В результате реакции образуется тетрахлорцинкат калия.

6. реакция взаимодействия хлорида калия и хлорида алюминия:

KCl + AlCl3 → K.

В результате реакции образуется тетрахлороалюминат калия.

7. реакция взаимодействия хлорида калия и хлорида палладия:

PdCl2 + 2KCl → K2.

В результате реакции образуется тетрахлоропаладат калия. В ходе реакции используется концентрированный раствор хлорида калия.

8. реакция взаимодействия хлорида калия и хлорида платины:

PtCl4 + 2KCl → K2.

В результате реакции образуется гексахлороплатинат калия. В ходе реакции используется концентрированный раствор хлорида калия.

9. реакция взаимодействия хлорида калия, хлорида железа и воды:

FeCl3 + 2KCl + H2O → K2.

В результате реакции образуется пентахлороакваферрат калия. В ходе реакции используется насыщенные растворы хлорида калия и хлорида железа.

10. реакция взаимодействия хлорида калия с минеральными кислотами:

Хлорид калия взаимодействует с минеральными кислотами.

11. реакция электролиза водного раствора хлорида калия:

KCl + 3H2O ± 6е– → 3H2 + KClO3 (t = 760-890 °C),

2KCl + 2H2O ± 2е– → H2 + Cl2 + 2KOH.

В результате первой реакции образуются водород и хлорат калия, в результате второй – водород, хлор и гидроксид калия.

12. реакция электролиза расплава хлорида калия:

2KCl ± 2е– → 2K + Cl2.

В результате реакции образуются водород и хлор.

Физико-химические характеристики

Калий как металл проявляет типично «щелочные» характеристики:

• Химически суперактивен: без проблем взаимодействует с неметаллами, сложными веществами. В результате образуются галогениды, фосфиды, оксиды, амальгамы, соли.
• Взаимодействие с металлами возможно только при нагревании. Образуются сплавы-интерметаллиды.
• Почти мгновенно окисляется на воздухе.
• С кислородом реагирует так бурно, что получается супероксид – K2O4.
• Легкий (кубик с ребром в 1 см весит меньше грамма), легкоплавок.
• Это мягкий металл – легко режется ножом, раскатывается до фольги.
• Не тонет в воде.

Калий активно взаимодействует с водой. Выделяющийся водород воспламеняется, а ионы калия придают пламени фиолетовый цвет. Раствор фенолфталеина в воде становится малиновым, демонстрируя щелочную реакцию образующегося KOH.

Свойства атома
Название, символ, номер	Калий / Kalium (K), 19
Атомная масса (молярная масса)	39,0983(1) а. е. м. (г/моль)
Электронная конфигурация	4s1
Радиус атома	235 пм
Химические свойства
Ковалентный радиус	203 пм
Радиус иона	133 пм
Электроотрицательность	0,82 (шкала Полинга)
Электродный потенциал	−2,92 В
Степени окисления	0; +1
Энергия ионизации (первый электрон)	418,5 (4,34) кДж/моль (эВ)
Термодинамические свойства простого вещества
Плотность (при н. у.)	0,856 г/см³
Температура плавления	336,8 К; +63,65 °C
Температура кипения	1047 К; 773,85 °C
Уд. теплота плавления	2,33 кДж/моль
Уд. теплота испарения	76,9 кДж/моль
Молярная теплоёмкость	29,6 Дж/(K·моль)
Молярный объём	45,3 см³/моль
Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки	кубическая объёмно-центрированная
Параметры решётки	5,332 Å
Температура Дебая	100 K
Прочие характеристики
Теплопроводность	(300 K) 79,0 Вт/(м·К)
Номер CAS	7440-09-7

Калий, его соединения придают пламени горелки розовато-фиолетовый оттенок. По этому признаку его легко отличить от других щелочных металлов.

Калий, свойства атома, химические и физические свойства.

K 19 Калий

39,0983(1) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1

Калий — элемент периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева с атомным номером 19. Расположен в 1-й группе (по старой классификации — главной подгруппе первой группы), четвертом периоде периодической системы.

Атом и молекула калия. Формула калия. Строение калия

Изотопы и модификации калия

Свойства калия (таблица): температура, плотность, давление и пр.

Физические свойства калия

Химические свойства калия. Взаимодействие калия. Реакции с калием

Получение калия

Применение калия

Таблица химических элементов Д.И. Менделеева

Применение

• Жидкий при комнатной температуре сплав калия и натрия используется в качестве теплоносителя в замкнутых системах, например, в атомных силовых установках на быстрых нейтронах. Кроме того, широко применяются его жидкие сплавы с рубидием и цезием. Сплав с составом 12 % натрия, 47 % калия, 41 % цезия обладает рекордно низкой температурой плавления −78 °C.
• Соединения калия — важнейший биогенный элемент и потому применяются в качестве удобрений. Калий является одним из трёх базовых элементов, которые необходимы для роста растений наряду с азотом и фосфором. В отличие от азота и фосфора, калий является основным клеточным катионом. При его недостатке у растения прежде всего нарушается структура мембран хлоропластов — клеточных органелл, в которых проходит фотосинтез. Внешне это проявляется в пожелтении и последующем отмирании листьев. При внесении калийных удобрений у растений увеличивается вегетативная масса, урожайность и устойчивость к вредителям.
• Соли калия широко используются в гальванотехнике, так как, несмотря на относительно высокую стоимость, они часто более растворимы, чем соответствующие соли натрия, и потому обеспечивают интенсивную работу электролитов при повышенной плотности тока.

Важные соединения

• Бромид калия применяется в медицине и как успокаивающее средство для нервной системы.
• Гидроксид калия (едкое кали) применяется в щелочных аккумуляторах и при сушке газов.
• Карбонат калия (поташ) используется как удобрение, при варке стекла, как кормовая добавка для птицы.
• Хлорид калия (сильвин, «калийная соль») используется как удобрение.
• Нитрат калия (калийная селитра) — удобрение, компонент чёрного пороха.
• Перхлорат и хлорат калия (бертолетова соль) используются в производстве спичек, ракетных порохов, осветительных зарядов, взрывчатых веществ, в гальванотехнике.
• Дихромат калия (хромпик) — сильный окислитель, используется для приготовления «хромовой смеси» для мытья химической посуды и при обработке кожи (дубление). Также используется для очистки ацетилена на ацетиленовых заводах от аммиака, сероводорода и фосфина.

Кристаллы перманганата калия

• Перманганат калия — сильный окислитель, используется как антисептическое средство в медицине и для лабораторного получения кислорода.
• Тартрат натрия-калия (сегнетова соль) в качестве пьезоэлектрика.
• Дигидрофосфат и дидейтерофосфат калия в виде монокристаллов в лазерной технике.
• Пероксид калия и супероксид калия используются для регенерации воздуха на подводных лодках и в изолирующих противогазах (поглощает углекислый газ с выделением кислорода).
• Фтороборат калия — важный флюс для пайки сталей и цветных металлов.
• Цианид калия применяется в гальванотехнике (серебрение, золочение), при добыче золота и при нитроцементации стали. Чрезвычайно ядовит, один из сильнейших ядов.
• Калий совместно с перекисью калия применяется при термохимическом разложении воды на водород и кислород (калиевый цикл «Газ де Франс», Франция).
• Сульфат калия применяется как удобрение.

Взаимодействие с кислотами

Самый распространенный случай — оксид калия + серная кислота = сульфат калия + вода. Уравнение реакции выглядит таким образом:

К2О + H2SO4 = K2SO4 + Н2О

Из уравнения можно сделать вывод, что для получения 174 граммов сульфата калия и 18 граммов воды необходимо взять 94 грамма рассматриваемого оксида и 98 граммов серной кислоты.

Похожим образом происходит химическое взаимодействие между рассматриваемым оксидом и азотной кислотой. При этом образуется нитрат калия и вода. Уравнение этой реакции можно записать следующим образом:

2К2О + 4HNO3 = 4KNO3 + 2Н2О

Таким образом, из 188 граммов рассматриваемого оксида и 252 граммов азотной кислоты можно получить 404 грамма нитрата калия и 36 граммов воды.

По такому же принципу рассматриваемый оксид может реагировать и с другими кислотами. В процессе этого будут образовываться другие соли и вода. Так, к примеру, при реакции этого оксида с фосфорной кислотой получается фосфат и вода, с хлоридной кислотой — хлорид и вода и так далее.

Где используют калий

Как и любой металл, калий очень востребован в промышленной индустрии. Благодаря своим сильным восстановительным свойствам и высокой реактивности его используют в следующих сферах:

• в качестве реагента в химической промышленности;
• сплавы с большим содержанием элемента используют для разработки ядерных реакторов;
• цианид калия используют на рудниках. Там он используется в качестве химического реактива для вытеснения драгоценных металлов из руды.
• является основой для производства удобрений;
• средняя соль калия и угольной кислоты используется в производстве стекла. Его активно используют для выдувания хрусталя, и производства высокоточной оптики.
• калий является одной из составляющих чистящих веществ и стиральных средств;
• хлорат калия используют для изготовления спичек;
• калия хлорид используется в пищевой промышленности в качестве эмульгатора;
• стеарат данного элемента применяется в мыловарении. Он является основой для изготовления жидкого мыла.

Нахождение в природе

Ввиду высокой химической активности калий в свободном состоянии в природе не встречается. Породообразующий элемент, входит в состав слюд, полевых шпатов и т. д. Также калий входит в состав минералов сильвина KCl, сильвинита KCl·NaCl, карналлита KCl·MgCl₂·6H₂O, каинита KCl·MgSO₄·6H₂O, а также присутствует в золе некоторых растений в виде карбоната K₂CO₃ (поташ). Калий входит в состав всех клеток (см. ниже раздел Биологическая роль). Кларк калия в земной коре составляет 2,4 % (5-й по распространённости металл, 7-й по содержанию в коре элемент). Средняя концентрация в морской воде — 380 мг/л.

Месторождения

Крупнейшие месторождения калия находятся на территории Канады (производитель PotashCorp), России (ПАО «Уралкалий», г. Березники, г. Соликамск, Пермский край, Верхнекамское месторождение калийных руд), Белоруссии (ПО «Беларуськалий», г. Солигорск, Старобинское месторождение калийных руд).

Химические свойства

Элементарный калий, как и другие щелочные металлы, проявляет типичные металлические свойства и очень химически активен, является сильным восстановителем. На воздухе свежий срез быстро тускнеет из-за образования плёнок соединений (оксиды и карбонат). При длительном контакте с атмосферой способен полностью разрушиться. С водой реагирует со взрывом. Хранить его необходимо под слоем бензина, керосина или силикона, дабы исключить контакт воздуха и воды с его поверхностью. С Na, Tl, Sn, Pb, Bi калий образует интерметаллиды.

Взаимодействие с простыми веществами

Калий при комнатной температуре реагирует с кислородом воздуха, галогенами; практически не реагирует с азотом (в отличие от лития и натрия). При умеренном нагревании реагирует с водородом с образованием гидрида (200—350 °C):

 2K + H₂ ⟶ 2KH 

с халькогенами (100—200 °C, E = S, Se, Te):

 2K + E ⟶ K₂E 

При сгорании калия на воздухе образуется надпероксид калия KO₂ (с примесью K₂O₂):

 K + O₂ ⟶ KO₂ 

В реакции с фосфором в инертной атмосфере образуется фосфид калия зелёного цвета (200 °C):

 3K + P ⟶ K₃P 

Взаимодействие со сложными веществами

Калий при комнатной температуре (+20 °C) активно реагирует с водой, кислотами, растворяется в жидком аммиаке (−50 °C) с образованием тёмно-синего раствора аммиаката калия.

 2K + 2H₂O ⟶ 2KOH + H₂↑

 2K + 2HCl ⟶ 2KCl + H₂↑ 

 K + 6NH₃ ⟶ [K(NH₃)]₆

Калий глубоко восстанавливает разбавленные серную и азотную кислоты:

 8K + 6H₂SO₄ ⟶ 4K₂SO₄ + SO₂↑ + S↓ + 6H₂O

 21K + 26HNO₃ ⟶ 21KNO₃ + NO↑ + N₂O↑ + N₂↑ + 13H₂O

При сплавлении металлического калия со щелочами он восстанавливает водород гидроксогруппы:

 2K + 2KOH ⟶ 2K₂O + H₂↑ (450∘C)

При умеренном нагревании реагирует с газообразным аммиаком с образованием амида (+65…+105 °C):

 2K + 2NH₃ ⟶ 2KNH₂ + H₂

Металлический калий реагирует со спиртами с образованием алкоголятов:

 2K + 2C₂H₅OH ⟶ 2C₂H₅OK + H₂↑ 

Алкоголяты щелочных металлов (в данном случае — этилат калия) широко используются в органическом синтезе.

Соединения с кислородом

При взаимодействии калия с кислородом воздуха образуется не оксид, а пероксид и супероксид:

 2K + O₂ ⟶ K₂O₂

 K + O₂ ⟶ KO₂ 

Оксид калия может быть получен при нагревании металла до температуры не выше 180 °C в среде, содержащей очень мало кислорода, или при нагревании смеси супероксида калия с металлическим калием:

 4K + O₂ ⟶ 2K₂O 

 KO₂ + 3K ⟶ 2K₂O

Оксиды калия обладают ярко выраженными осно́вными свойствами, бурно реагируют с водой, кислотами и кислотными оксидами. Практического значения они не имеют. Пероксиды представляют собой желтовато-белые порошки, которые, хорошо растворяясь в воде, образуют щёлочи и пероксид водорода:

 K₂O₂ + 2H₂O ⟶ 2KOH + H₂O₂ 

 4KO₂ + 2H₂O ⟶ 4KOH + 3O₂↑ 

 4KO₂ + 2CO₂ ⟶ 2K₂CO₃ + 3O₂↑ 

Советский изолирующий противогаз ИП-5

Свойство обменивать углекислый газ на кислород используется в изолирующих противогазах и на подводных лодках. В качестве поглотителя используют эквимолярную смесь супероксида калия и пероксида натрия. Если смесь не эквимолярна, то в случае избытка пероксида натрия поглотится больше газа, чем выделится (при поглощении двух объёмов CO₂ выделяется один объём O₂), и давление в замкнутом пространстве упадёт, а в случае избытка супероксида калия (при поглощении двух объёмов CO₂ выделяется три объёма O₂) выделяется больше газа, чем поглотится, и давление повысится.

В случае эквимолярной смеси (Na₂O₂:K₂O₄ = 1:1) объёмы поглощаемого и выделяемого газов будут равны (при поглощении четырёх объёмов CO₂ выделяется четыре объёма O₂).

Пероксиды являются сильными окислителями, поэтому их применяют для отбеливания тканей в текстильной промышленности.

Получают пероксиды прокаливанием металлов на воздухе, освобождённом от углекислого газа.

Также известен озонид калия KO₃, оранжево-красного цвета. Получить его можно взаимодействием гидроксида калия с озоном при температуре не выше +20 °C:

 4KOH + 4O₃ ⟶ 4KO₃ + O₂ + 2H₂O 

Озонид калия является очень сильным окислителем, например, окисляет элементарную серу до сульфата и дисульфата уже при +50 °C:

 6KO₃ + 5S ⟶ K₂SO₄ + 2K₂S₂O₇

Гидроксид

Основная статья: Гидроксид калия

Гидроксид калия (или едкое кали) представляет собой твёрдые белые непрозрачные, очень гигроскопичные кристаллы, плавящиеся при температуре 360 °C. Гидроксид калия относится к щелочам. Он хорошо растворяется в воде с выделением большого количества тепла. Растворимость едкого кали при +20 °C в 100 г воды составляет 112 г.