Калий образует летучие водородные соединения. Летучее водородное соединение калия. Характеристика простого вещества и промышленное получение металлического калия
КАЛИЙ (Kalium) K, химический элемент 1 (Ia) группы Периодической системы, относится к щелочным элементам. Атомный номер 19, атомная масса 39,0983. Состоит из двух стабильных изотопов 39 K (93,259%) и 41 K (6,729%), а также радиоактивного изотопа 40 K с периодом полураспада ~10 9 лет. Этот изотоп играет в природе особую роль. Его доля в смеси изотопов составляет всего 0,01%, однако именно он является источником практически всего содержащегося в земной атмосфере аргона 40 Ar, который образуется при радиоактивном распаде 40 K. Кроме того, 40 K присутствует во всех живых организмах, что, возможно, оказывает определенное влияние на их развитие.
Второй в серии по ядам смотрит на цианид, еще один известный агент убийства. Он сыграл роль в геноциде, в таблетках самоубийства, а также содержится в небольших количествах в семенах многочисленных фруктов. Итак, почему цианид настолько ядовитый, и почему смертность от отравления цианидом меньше, чем у яда мышьяка в современном мире?
Оба цианида калия и натрия реагируют с кислотой желудка для получения цианистого водорода, который затем может вызывать токсические эффекты. В то время как разные источники рассказывают разные истории, некоторые утверждают, что воздействие цианида было одной из причин ранней смерти Шееле в возрасте ранней смерти Шееле, не удивительно, учитывая количество токсичных агентов, с которыми он работал на протяжении всей своей карьеры. Он также был первым человеком, который отметил запах горького миндаля цианистого водорода - запах, который, как выясняется, может быть обнаружен только 40% людей по генетическим причинам.
Изотоп 40 K служит для определения возраста горных пород калий-аргоновым методом. Искусственный изотоп 42 K с периодом полураспада 15,52 года используется в качестве радиоактивного индикатора в медицине и биологии.
Степень окисления +1.
Соединения калия известны с древних времен. Поташ - карбонат калия K 2 CO 3 - издавна выделяли из древесной золы.
Итак, что происходит, когда человек отравлен цианидом? Это один из самых быстродействующих ядов, известных, и если значительная часть проглатывается, это может привести к смерти. При проглатывании он связывается с гемоглобином, молекулой в эритроцитах, ответственной за перенос кислорода в клетки нашего организма. Этот фермент - жизненно важная клетка, для чего требуется использование кислорода, а с цианидом, связанным с ним, они не могут этого сделать.
Симптомы воздействия цианида наблюдаются быстро и включают головные боли, тошноту, рвоту, повышенное дыхание и сердечные ритмы. При подходящей дозе эти симптомы могут быстро прогрессировать до потери сознания, дыхательной недостаточности и смерти. Точная доза, которая вызывает смерть, зависит от формы вводимого цианида, но сообщалось о смертельных дозах до одного миллиграмма на килограмм массы тела.
Металлический калий был получен электролизом расплавленного едкого кали (KOH) в 1807 английским химиком и физиком Гемфри Дэви. Название «potassium», выбранное Дэви, отражает происхождение этого элемента из поташа. Латинское название элемента образовано от арабского названия поташа - «аль-кали». В русскую химическую номенклатуру слово «калий» введено в 1831 петербургским академиком Германом Гессом (1802-1850).
Характеристика простого вещества и промышленное получение металлического калия
Отравление цианидом может также исходить от маловероятных источников звучания. В одном исследовании рассказывается о женщине, которая съела 20 ядер абрикоса и впоследствии страдала отравлением цианидом. Ядра абрикоса и семена других фруктов, таких как яблоки и персики, содержат соединение, называемое амигдалин, содержащее цианидную часть. Когда это соединение контактирует с кислотой в желудке, образуется цианистый водород, который затем может привести к отравлению. К счастью, значительное количество семян фруктов требуется для достижения смертельной дозы цианида - женщина, упомянутая в исследовании, полностью восстановилась.
Распространение калия в природе и его промышленное извлечение.
Большие отложения солей калия в сравнительно чистом виде образовались в результате испарения древних морей. Наиболее важными минералами калия для химической промышленности являются сильвин (KCl) и сильвинит (смешанная соль NaCl и KCl). Калий встречается также в виде двойного хлорида KCl·MgCl 2 ·6H 2 O (карналлит) и сульфата K 2 Mg 2 (SO 4) 3 (лангбейнит). Массивные слои солей калия были впервые обнаружены в Стассфурте (Германия) в 1856. Из них с 1861 по 1972 в промышленных масштабах добывали поташ.
Цианид также был задействован позднее в войне; хотя обычно считается, что Гитлер покончил жизнь самоубийством, выстрелившись в голову, и доказал, что он фактически убил себя с помощью таблетки, содержащей цианид калия, вместе со своей любовницей Евой Браун. Отравление цианидом все еще является не-необычным явлением, хотя воздействие часто бывает случайным. В частности, пластмассы, такие как нейлон и полиуретаны, выделяют цианид при сжигании, поэтому во время пожаров часто возникает отравление цианидом.
Поскольку цианид является таким быстродействующим ядом, может быть трудно вводить любое противоядие вовремя, если принимается смертельная доза. Не существует универсально согласованного метода лечения отравлений цианидом, и в разных странах предпочтение отдается различным методам лечения. Однако, поскольку метгемоглобин не переносит кислород, его, в свою очередь, нужно обработать метиленовым синим.
Океанская вода содержит около 0,06% хлорида калия. В некоторых внутренних водоемах, таких как озеро Солт-Лейк или Мертвое море, его концентрация может достигать 1,5%, что делает экономически целесообразной добычу элемента. В Иордании построен огромный завод, способный добывать миллионы тонн солей калия из Мертвого моря.
Хотя натрий и калий почти одинаково распространены в горных породах, в океане калия примерно в 30 раз меньше, чем натрия. Это связано, в частности, с тем, что соли калия, содержащие больший катион, менее растворимы, чем соли натрия, и калий более прочно связывается в комплексных силикатах и алюмосиликатах в почве за счет ионного обмен в глинах. Кроме того, калий, который выщелачивается из горных пород, в большей степени поглощается растениями. Подсчитано, что из тысячи атомов калия, освобождающихся при химическом выветривании, только два достигают морских бассейнов, а 998 остаются в почве. «Почва поглощает калий, и в этом ее чудодейственная сила», - писал академик Александр Евгеньевич Ферсман (1883-1945).
Распространение калия в природе и его промышленное извлечение
Тиосульфаты обычно вводят в сочетании с нитритами, так как они помогают превращать цианид в тиоцианат, который затем можно удалить из организма в моче. Другие соединения, которые также могут быть использованы, включают кобальтсодержащие соединения, поскольку кобальт образует комплекс с ионами цианида. Однако эти соединения кобальта также имеют недостаток в том, что они очень токсичны.
Как уже упоминалось, цианид является быстродействующим, а в некоторых случаях слишком быстрым для введения противоядия. После смерти отравление цианидом может быть обнаружено несколькими способами; сегодня можно использовать инструментальные методы, но есть и простой лабораторный тест. Образец ткани добавляют к 5% -ному раствору гидроксида натрия, который, в свою очередь, добавляют к раствору, содержащему 5% сульфата железа и 1% хлорида железа. Его нагревают до 60 ° С в течение 10 минут, затем переносят в раствор соляной кислоты.
Калий является важным элементом жизни растений, и развитие диких растений часто ограничивается доступностью калия. При недостатке калия растения медленнее растут, их листья, особенно старые, желтеют и буреют по краям, стебель становится тонким и непрочным, а семена теряют всхожесть. Плоды такого растения - это особенно заметно на фруктах - будут менее сладкими, чем у растений, получивших нормальную дозу калия. Недостаток калия возмещают удобрениями.
Появление синей окраски, вызванное образованием комплекса железоцианида, известного как прусский синий, указывает на присутствие ионов цианида в исходном образце. Несмотря на легкость обнаружения, по-прежнему происходят эпизодические убийства при отравлении цианидом.
Синильная кислота, когда она находится в чистом состоянии и при нормальных условиях, находится в жидком состоянии и не проявляет окраску. Это опасное соединение, так как оно очень ядовито и неустойчиво. Он обладает характерным ароматом миндаля. В настоящее время известно, что он является координационным полимером, который обладает довольно сложной молекулярной структурой. Продукт этого превращения называли цианидом водорода. Спустя годы химик, также французский, Луи Бертолле, обнаружил, что синильная кислота не содержит кислорода в своем составе, что было большим вкладом в теорию о кислотах.
Калийные удобрения являются основным видом калиесодержащей продукции (95%). Больше всего используется KCl, на его долю приходится более 90% калия, используемого в качестве удобрений.
Мировое производство калийных удобрений в 2003 оценено в 27,8 млн т (в пересчете на K 2 O, содержание калия в калийных удобрениях принято пересчитывать на K 2 O). Из них 33% было произведено в Канаде. По 13% мирового производства калийных удобрений приходится на производственные объединения «Уралкалий» и «Беларуськалий».
Цианистый водород производится в больших масштабах на промышленном уровне по всему миру, так как он широко используется в химической промышленности. Он используется во многих производственных процессах, таких как производство красителей, взрывчатых веществ, пластмасс и длинных и т.д. эта кислота может быть получена, исходя из реакции, которую подвергается цианиду при контакте с сильной кислотой.
Цианид водорода также может быть обнаружен, естественно, в некоторых пиках фруктов, особенно в тех, которые имеют большое количество семян, что может произойти в случае авокадо. Он также присутствует в миндалях, которые имеют финт-вкус. Также некоторые насекомые используют его как защитный метод. Вне природы эта кислота может присутствовать в воздухе, которым мы дышим из-за газов, выделяемых автомобилями, в дополнение к дыму от сгорания, сигарет, горящих пластмасс и т.д.
Характеристика простого вещества и промышленное получение металлического калия.
Калий - мягкий серебристо-белый металл с температурой плавления 63,51° С и температурой кипения 761° С. Придает пламени характерную красно-фиолетовую окраску, что связано с легкостью возбуждения его внешних электронов.
Химически очень активен, легко взаимодействует с кислородом, при нагревании на воздухе загорается. Основным продуктом этой реакции является надпероксид калия KO 2 .
Наиболее важной технологией производства синильной кислоты является окисление Андрусова, названного в честь его изобретателя. В этом способе кислород не участвует, и энергия поступает непосредственно из стенок реакторов, где происходят реакции. Цианид водорода используется в качестве предшественника для других соединений, таких как цианид калия или натрия, широко используется в области горной промышленности, а также участвует в качестве посредника при получении нескольких соединений. Он участвует в производстве типа нейлона, и, как исторический факт, синильная кислота, известная под названием «Циклон Б» нацистами, была газом, используемым в концентрационных лагерях.
С водой и разбавленными кислотами калий взаимодействует со взрывом и воспламенением. Серную кислоту восстанавливает до сероводорода, серы и диоксида серы, а азотную - до оксидов азота и N 2 .
При нагревании до 200-350° С калий реагирует с водородом с образованием гидрида KH. Металлический калий воспламеняется в атмосфере фтора, слабо взаимодействует с жидким хлором, но взрывается при соприкосновении с бромом и растирании с иодом. Калий реагирует с халькогенами и фосфором. С графитом при 250-500° С он образует слоистые соединения состава C 8 K-C 60 K.
Большая токсичность, которую представляет это соединение, связана с ионом цианида, который влияет на дыхание клеток, ингибируя его. Он даже более токсичен, чем окись углерода может находиться на уровне дыхания. В пожарах необходимо уделять внимание, поскольку газ из гидрокарбоновой кислоты может быть получен из-за сжигания одежды, ковровых тканей или других общих продуктов, которые могут задержать людей, которые вдыхают его в течение короткого времени. Соя, как и любые другие виды растений, имеет существенный элемент в азоте, поскольку она является частью важных молекулярных компонентов, таких как хлорофилл, цитохромы, фитохромы, в своей молекулярной форме, в качестве амина, физиологическая основа для производства аминокислот.
Калий растворяется в жидком аммиаке (35,9 г в 100 мл при -70° С) с образованием ярко-голубых метастабильных растворов с необычными свойствами. Впервые это явление наблюдал, по-видимому, сэр Гемфри Дэви в 1808. Растворы калия в жидком аммиаке широко изучались с того момента, как они были получены Т.Вейлем в 1863.
Калий не растворяется в жидких литии, магнии, кадмии, цинке, алюминии и галлии и не реагирует с ними. С натрием образует интерметаллическое соединение KNa 2 , которое плавится с разложением при 7° С. С рубидием и цезием калий дает твердые растворы с минимальными температурами плавления около 35° С. С ртутью он образует амальгаму, содержащую два меркурида KHg 2 и KHg с температурами плавления 270 и 180° С, соответственно.
Известно, что аминокислоты являются основой для производства белков и ферментов. Таким образом, все ферменты, которые являются белками, обладают азотом, так же как весь органический скелетный белок состоит из азота, углерода, водорода и кислорода. Не случайно азот является важным и обильным макроэлементом.
С другой стороны, при рассмотрении механизмов прохождения азота через почву и растения следует заметить, что это самый сложный элемент при рассмотрении его цикла участия в жизненном процессе на планете. Любая форма азота, которая достигает земли, будет окисляться до нитрата. Органический азот, например, будет окисляться до аммония с помощью бактерий разложения, а затем аммоний окисляет нитрит за счет работы нитробактерий, таких как нитрозомонады и нитрозококус, а затем нитрат с нитробактером.
Калий энергично взаимодействует со многими оксидами, восстанавливая их до простых веществ. Со спиртами он образует алкоголяты.
В отличие от натрия, калий не удается получать электролизом расплава хлорида, так как калий очень хорошо растворяется в расплавленном хлориде и не всплывает на поверхность. Дополнительную трудность создает образование надпероксида, который реагирует с металлическим калием с взрывом, поэтому способ промышленного производства металлического калия заключается в восстановлении расплавленного хлорида калия металлическим натрием при 850° С.
Из-за этого механизма азот всегда будет в нитрате. Не случайно растения в процессе эволюции начали потреблять нитрат для получения азота для своих биологических функций. Конечно, растения в отличие от биоты в почве. Растения поглощают нитрат, восстанавливая нитрит за счет действия фермента нитратредуктазы, а затем в аммоний через действие фермента нитритредуктазы. Аммоний затем ассимилируется через реакции с глутаматом, продуцируя глутамин и, наконец, аминокислоты, которые будут образовывать белки.
Глютамин является родительской аминокислотой с двумя аминовыми радикалами, что одним из способов приведет к появлению других аминокислот. Таким образом, азот идет взад и вперед в жизненных циклах, то есть в живом веществе, когда погибание и осаждение в почве будут окисляться до нитрата. Растения поглощают нитрат из почвы и снова восстанавливают его до амина, и, таким образом, цикл повторяется бесконечно.
Восстановление хлорида калия натрием, на первый взгляд, противоречит обычному порядку реакционной способности (калий более реакционноспособен, чем натрий). Однако, при 850-880° С устанавливается равновесие:
Na(г) + K + (ж) Na + (ж) + K(г)
Так как калий более летуч, он испаряется раньше, это смещает равновесие и способствует протеканию реакции. Фракционной перегонкой в насадочной колонне можно получить калий 99,5%-ной чистоты, но обычно для перевозки используют смесь калия с натрием. Сплавы, содержащие 15-55% натрия, являются (при комнатной температуре) жидкими, поэтому их легче транспортировать.
Бывает, что в сельском хозяйстве, поскольку мы заинтересованы в посевах, мы собираем зерно, волокна, семена, листья, фрукты и все остальное. Таким образом, азотный цикл нарушается, и поэтому мы обязаны вносить азот в систему. Этот экзогенный азот обычно поставляется в виде удобрений или биологической фиксации.
Будучи азотом из органической системы или помещенным в качестве удобрения, все рано или поздно окажется в нитрате в почве, только в зависимости от воды и температуры. Поскольку система зависит от биоты почвы, нет контроля качества, более горячего и влажного, тем выше скорость нитрификации.
Иногда калий восстанавливают из хлорида другими элементами, образующими устойчивые оксиды:
6KCl + 2Al + 4CaO = 3CaCl 2 + CaO·Al 2 O 3 + 6K
Металлический калий, производство которого является более трудным и дорогим, чем производство натрия, вырабатывается в гораздо меньших количествах (мировое производство составляет около 500 т в год). Одна из важнейших областей применения - получение надпероксида KO 2 прямым сжиганием металла.
Металлический калий используют как катализатор в производстве некоторых видов синтетического каучука, а также в лабораторной практике. Сплав калия с натрием служит теплоносителем в атомных реакторах. Он же является восстановителем в производстве титана.
1,Выпишите из приведенных ниже формул формулы: а) оксидов металлов, б) оксидов неметаллов, в) летучих водородных соединений: WO3; HPO3; H2Se; NO2;Cr(OH)3; KH; A12O3; HI; CaSO3; P2O3; H2SiO3; Ga2O3; ZnSO4
2,Составьте формулы водородных соединений цезия, мышьяка, стронция, фтора. Какие из них относятся к гидридам, какие к летучим водородным соединени¬ям? В чем отличие их физических свойств?
1. Положение элемента в Периодической системе и строение его атомов.2. Характер простого вещества (металл, неметалл, переходный металл).3. Сравнение свойств простого вещества со свойствами простых веществ, образованных соседними по подгруппе элементами.4. Сравнение свойств простого вещества со свойствами простых веществ, образованных соседними по периоду элементами.5. Состав высшего оксида, его характер (основный, кислотный, амфотерный).6. Состав высшего гидроксида, его характер (кислота, основание, амфотерный гидроксид).7. Состав летучего водородного соединения (для неметаллов).
ВОУД 2о13, помогите хотябы пару штук очень нужно1. Инертные элементы характеризуются свойством: а) при взаимодействии с водой образуют щелочи; в) пассивные, неактивные; б) при взаимодействии с металлами образуют соли; г) типичные металлы; 2. Металл, который можно использовать для получения водорода (путем взаимодействия его с кислотой): а) Zn; б) Pt; в) Au; г) Hg; д) Cu; 3. Основные оксиды и гидроксиды взаимодействуют с: а) кислотами; б) основаниями; в) и кислотами, и щелочами; 4. Сверху вниз в главных подгруппах неметаллические свойства: а) усиливаются б) ослабляются в) остаются неизменными 5. Элемент главной подгруппы IV группы: а) сера б) титан в) кремний г) хром 6. Число электронов на последнем энергетическом уровне определяется: а) по порядковому номеру б) по номеру периода в) по номеру группы 7. Одинаковое в строении атомов элементов с порядковыми номерами 19 и 32: а) общее количество электронов; в) количество электронных уровней; г) число электронов на последнем энергетическом уровне; б) количество нейтронов; 8. Элемент с электронной формулой 1s22s22p6: а) неон; б) бром; в) кальций; г) бериллий; 9. Атом натрия имеет электронную формулу: а) 1s22s22р1 б) 1s22s22p63s1 в) 1s22s22p63s2 10. Атом какого элемента имеет следующее строение последнего энергетического уровня…3s23p2: а) углерод; б) бром; в) кремний; г) фосфор; 11. Число неспаренных электронов содержит электронная оболочка элемента № 16 (сера): а) 1; б) 2; в) 3; г) 4; 12. Порядковый номер элемента, атомы которого способны образовывать высший оксид типа RO: а) № 11 (натрий); б) № 12 (магний); в) № 14 (кремний); 13. Элемент с электронной формулой 1s22s22p3 образует летучее водородное соединение типа: а) RH4; б) RH3; в) RH2; г) RH; 14. Объем 4 моль водорода при нормальных условиях: б) 44,8 л; в) 67,2 л; г) 89,6 л; д) 112 л; 15. Элемент расположен во II периоде. Валентность в высшем оксиде и гидроксиде равна I. Соединение проявляет основные свойства. Этот элемент … а) бериллий б) магний в) литий г) фтор 16. Максимальная валентность хлора (№ 17): а) IV б) V в) VII г) VIII 17. Минимальная валентность мышьяка (№ 33): а) IV б) III в) V г) VII 18. Молекулярная масса соли, полученной взаимодействием двух высших оксидов элементов с конфигурацией атома в них соответственно 1s22s22p3 и 1s22s22p63s1: а) 85; б) 111; в) 63; г) 101; д) 164; 19. Определите формулу вещества «Х», которое образуется в результате превращений: N2 → N2O5 A; Ba → BaO B; А + В → Х + Д; а) HNO3 б) Ba(OH)2 в) Ba (NO3)2 г) BaSO4 д) BaOHNO3 20. Сумма коэффициентов в уравнении реакции, схема которой KMnO4 → K2MnO4 + MnO2 + O2 а) 2; б) 3; в) 4; г) 5; д) 6; 21. Молярная масса оксида калия (в г/моль): а) 55; б) 56; в) 74; г) 94; д) 112; 22. Количество молей оксида алюминия, составляющих 204 г данного соединения: а) 1; б) 2; в) 3; г) 4; д) 5; 23. Количество теплоты, выделяющейся при сгорании 2 г угля (термохимическое уравнение реакции С + О2 = СО2 + 402,24 кДж): а) 67,04 кДж; б) 134,08 кДж; в) 200 кДж; г) 201,12 кДж; д) 301,68 кДж; 24. При нормальных условиях 44,8 л кислорода имеют массу: а) 8 г; б) 16 г; в) 32 г; г) 64 г; д) 128 г; 25. Массовая доля водорода в соединении РН3 составляет: а) 5,4%; б) 7,42%; в) 8,82%; г) 78,5%; д) 82,2%; 26. Массовая доля кислорода в соединении ЭО3 равна 60%. Название элемента Э в соединении: а) азот; б) фосфор; в) сера; г) кремний; д) селен; 27. При взаимодействии натрия с 72 г воды выделился водород объемом (н.у.): а) 11,2 л; б) 22,4 л; в) 44,8 л; г) 67,2 л; д) 112 л; 28. Масса соляной кислоты, необходимая для получения 224 л водорода (н.у.): (Ва + 2HCl = ВаCl2 + H2): а) 219 г; б) 109,5 г; в) 730 г; г) 64 г; д) 365 г; 29. Масса гидроксида натрия, которая содержится в 200 г 30%-ного раствора: а) 146 г; б) 196 г; в) 60 г; г) 6 г; д) 200 г; 30. Масса соли, которая образуется при взаимодействии гидроксида натрия с 400 г 75%-ного раствора серной кислоты: а) 146 г; б) 196 г; в) 360 г; г) 435 г; д) 200 г;
1)Сколько граммов: в 1 моль газа кислорода; 1 моль газа водорода; 1 моль газа аргона 2) Элемент образующий летучее водородное соединение плотностьпаров которого почти равна плотности неона\ 3)Степень окисления в соединения XeF4,CCL4,PCL5 4)Напишите уравнения реакции лития с соляной кислотой. проставьте степени окисления всех элементов и коэффициенты по методу электронного баланга 5)Напишите структурную формулу 5,1,4 триметилгексана 6)Напишите уравнение реакции горения
дайте характеристику элементу: а) фосфора б)калия по плану1. Положение элемента и строение его атомов.2. Характер простого вещества (металл\неметалл)3. Сравнение свойств простого вещества со свойствами простых веществ, образованных соседними по подгруппе элементами.4. Сравнение свойств простого вещества со свойствами простых веществ, образованных соседними по периоду элементами.5. Состав высшего оксида, его характер (Основной, кислотный, амфотерный).6. Состав высшего гидроксида, его характер (кислородсодержащая кислота, основание, амфотерный гидроксид).7. Состав летучего водородного соединения (для неметаллов)
