Калий, свойства атома, химические и физические свойства

Еда с высоким содержанием рассматриваемого микроэлемента

Прежде всего, это орехи, такие как кешью, грецкие, фундук, арахис, миндаль. Также большое его количество находится в картошке. Кроме того, калий содержится в сухофруктах, таких как изюм, курага, чернослив. Данным элементом богаты и кедровые орешки. Также высокая его концентрация наблюдается в бобовых: фасоли, горохе, чечевице. Морская капуста также богата данным химическим элементом. Еще одними продуктами, содержащими данный элемент в большом количестве, являются зеленый чай и какао. Кроме того, в высокой концентрации он находится и во многих фруктах, таких как авокадо, бананы, персики, апельсины, грейпфруты, яблоки. Многие крупы богаты рассматриваемым микроэлементом. Это прежде всего перловка, а также пшеничная и гречневая крупа. В петрушке и брюссельской капусте тоже есть много калия. Кроме того, он содержится в моркови и дыне. Лук и чеснок обладают немалым количеством рассматриваемого химического элемента. Куриные яйца, молоко и сыр также отличаются высоким содержанием в них калия. Суточная норма данного химического элемента для среднестатистического человека составляет от трех до пяти граммов.

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.

Получение рассматриваемого металла

В наше время калий добывают в лабораториях двумя основными способами. Первый — восстановление его из гидроксида с помощью натрия, который химически еще более активен, чем калий. А второй — получение его из хлорида, тоже с помощью натрия. Если добавить к одному молю гидроксида калия столько же натрия, образуется по одному молю щелочи натрия и чистого калия. Уравнение данной реакции выглядит следующим образом: КОН + Na = NaOH + К. Для проведения реакции второго типа нужно смешать хлорид рассматриваемого металла и натрий в равных молярных пропорциях. В результате этого образуются такие вещества, как кухонная соль и калий в одинаковом соотношении. Выразить данное химическое взаимодействие можно с помощью такого уравнения реакции: КСІ + Na = NaCl + К.

Элемент калий и его обозначение

Калий — это химический элемент системы элементов, придуманной Дмитрием Менделеевым, который находится в первой группе. Он имеет атомный номер 19 и атомную массу равную 39,098 г/моль.По своим физическим свойствам элемент представляет из себя металл серебристо-белого цвета. Он очень пластичный и плавкий. Имеет характерный металлический блеск. Калий легко режется ножом и по твердости не уступает куску твердого сыра.Калий состоит из трех изотопов: 39К, 41К, 40К. Два первых соединения являются стабильными, а третий считается достаточно слабым, но при всем этом радиоактивным. Период полураспада последнего соединения составляет 1,32*109 лет.Химический элемент в химии обозначают «К».

В нормальных условиях калий находится в твердом агрегатном состоянии. Температура плавления элемента равна 63 градуса, чего легко добиться при обычном нагревании. Температура же кипения элемента гораздо выше и составляет 761 градус.

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.

Калий: что нужно знать о нем

Замены для этого щелочного нутриента не существует. При недостатке микроэлемента нарушаются функции сердца, почек, мозга, мышечных тканей. Калий контролирует водный и электролитный баланс, регулирует показатели осмотического давления в клетках. В союзе с натрием и магнием нутриент нормализует показатель pH в жидкостных средах.

В больших количествах нутриент находится в растительной пище. Источниками калия для организма являются овощные культуры, фрукты и ягоды. Полуфабрикаты, блюда быстрого приготовления и прочая нерациональная еда создают дефицит щелочного нутриента.

В организме хранится примерно 250 г минерала. Кровь забирает 3 г вещества, остальное количество распределяется по клеткам. Для пополнения запасов ежедневно с едой в организм должно поступать 3-5 г калия.

При двигательной активности, тяжелой работе, спортивных тренировка потребность в калии возрастает. Чем сильнее физическая нагрузка, тем больше необходимо включать в рацион продуктов, в которых находится калий. Повышенное количество минерала нужно при употреблении мочегонных препаратов, обильном потоотделении и беременности.

Полезные свойства калия

Благодаря калию все органы и системы в человеческом организме работают слаженно. Минерал выполняет целый ряд функций:

1. Нормализует давление. Нутриент возвращает сосудам эластичность, не дает закрепляться холестериновым бляшкам на их стенках. Беспрепятственная циркуляция крови позволяет давлению оставаться в норме. На начальной стадии гипертонии врачи рекомендуют пациентам употреблять продукты питания богатые калием.
2. Налаживает функционирование почек. Микроэлемент, понижая кислотность крови, уменьшает риск образования камней в почках. Пациентам с почечной недостаточностью употреблять в пищу, обогащенную щелочным нутриентом, противопоказано. У них велика вероятность появления гиперкалиемии.
3. Устраняет избыточную жидкость. Микроэлемент нормализует водный баланс, регулирует массу тела.
4. Увеличивает скорость метаболизма. При нехватке калия в организме замедляются обменные процессы. Жиры перестают расщепляться, откладываются в подкожной клетчатке.
5. Бережет от стрессов. Продукты, содержащие хлор, натрий и калий, улучшают работу нервных корешков и мышечных клеток. Благодаря им налаживается передача нервных импульсов. Мозговые центры дают адекватную ответную реакцию на раздражители. У человека проходит нервозность, тревожность, бессонница.
6. Устраняет спазмы мышц. При нехватке нутриента возникают спазмы и судороги. Даже минимальный дефицит калия вызывает мышечные боли.
7. Укрепляет костные ткани. Нутриент предупреждает развитие остеопороза, патологий суставов и позвоночника.
8. Стимулирует работу головного мозга. Минерал обеспечивает мозговые клетки кислородом. При его нехватке развивается гипоксия, сопровождающаяся снижением интеллектуальных способностей, утратой памяти, рассеянностью.
9. Перерабатывает сахара в энергию. При дефиците нутриента перестает расщепляться глюкоза, и вырабатываться энергия. При пониженной концентрации калия человек быстро утомляется, теряет работоспособность.

Мед – идеальный поставщик нутриентов и энергии. Медицинские исследования подтверждают, что в меде содержится калий, а также натрий, фосфор, магний, хлор – минералы, усиливающие полезное действие K.

Таблица № 1

Минерал	Количество, мг
Калий	36
Хлор	19
Фосфор	18
Натрий	10
Магний	3

Что приводит к дефициту калия

Недостаток микроэлемента возникает:

1. Если человек принимает мочегонные препараты, не удовлетворяя потребность в калии.
2. Когда содержание калия в основных продуктах питания снижено, а натрия – повышено (велико количество соли и добавок, включающих этот минерал).
3. При введении в рацион большого количества продуктов питания без калия (фаст-фуд).
4. Чрезмерная двигательная активность, завышенные физические нагрузки.
5. Курение и алкоголь (даже если человек мало привержен к вредным привычкам).
6. Употребление наркотиков (в небольших, тем более в повышенных, дозах).

Симптомы недостатка калия

Определить нехватку нутриента без лабораторных исследований сложно. Симптоматика многих заболеваний и дефицита минерала совпадает. Если человек питается в основном продуктами, обедненными или не содержащими калий, у него возникают:

• сердечные патологии;
• вялость;
• сонливость (даже после хорошего отдыха);
• утрата аппетита;
• слабость в мышцах;
• болезни суставов.

Если соблюдать изнуряющие диеты, не вводить в рацион пищу, богатую K, в организме могут развиться тяжелые патологии.

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).

Нахождение в природе[ | код]

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 ). 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 | код

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).

1.Общие сведения

Калий – один из ключевых макроэлементов в организме человека. Это вещество, особенно во взаимодействии с натрием, необходимо для регуляции сократительной активности мышц (в т.ч. миокарда), водно-солевого, кислотно-щелочного и энергетического баланса, высшей нервной деятельности, нормальной ферментации и метаболизма, секреторной активности эндокринных желез, функционирования печени и почек. До половины всех солей в организме – соединения калия, и основной их объем содержится во внутриклеточных жидких пространствах.

В отношении всех микро- и макроэлементов, калия в том числе, должен соблюдаться определенный интервал концентрации.

В противном случае как дефицит, так и избыток приводит к развитию тяжелых, порой жизнеугрожающих состояний. Гиперкалиемия, т.е. чрезмерное содержание калия – типичный тому пример.

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.

Древний калий

Соображения о том, что калий, в отличие от натрия, должен помогать здоровью, следуют скорее всего из идей о возврате к диете наших далеких предков. Действительно, все млекопитающие, в том числе и люди, сформировались в мире, где еда обогащена калием, а натрия в ней немного (см. «Химию и жизнь», 2020, № 5/6). Причина понятна: калий, в отличие от натрия, — жизненно важный элемент для растений. Поэтому все их части обогащены калием в противовес натрию. Соответственно, травоядным достается с едой много калия, а потом он оказывается в организмах и всеядных, и хищников.

Дальние предки людей были именно травоядными — питались фруктами, побегами и листьями растений тропического леса. Тогда-то в целом и сформировались органы пищеварения и механизмы регулирования химического состава тела. Есть мнение, что и гораздо позже калий в пище людей продолжал превосходить натрий; исследователи древней диеты утверждают человек каменного века в день съедал 15 граммов калия! При этом современный человек потребляет не более 2 граммов калия в день при рекомендации 3,5 грамма, натрия же он съедает в два раза больше: 4–5 граммов. Так соотношение этих двух щелочных металлов с близкими свойствами в современной диете оказалось обратным тому, к которому изначально был приспособлен человеческий организм.

Дефицит калия

Основные причины

• недостаточное поступление в результате нерационального питания
• нарушения обмена
• нарушения выделительных систем (почки, кишечник, кожа)
• чрезмерное выведение калия из организма под действием лекарств (прежде всего мочегонных и слабительных средств, а также гормональных препаратов)
• продолжительная рвота, диарея
• чрезмерные эмоциональные и нервные нагрузки
• избыточное поступление в организм натрия

Последствия

• общая слабость, быстрое утомление
• мышечные судороги (часто возникают судороги ног по ночам)
• депрессия, снижение работоспособности
• снижение иммунитета и адаптационных возможностей организма к воздействию внешних факторов
• нарушения сердечнососудистой системы (нарушение ритма сердечных сокращений, сердечная недостаточность, обменные и функциональные нарушения в миокарде)
• ломкость волос, сухость кожи
• диспептические явления (тошнота, рвота, запор)
• нарушение функции почек
• невынашиваемость беременности

Строение калия и его физико-химические свойства

Химический элемент располагается в четвертом периоде, поэтому все его электроны будут расположены на четырех энергетических уровнях. Энергетическая формула элемента выглядит следующим образом: +19К: 2ё; 8ё; 8ё; 1ё.Графическая формула элемента выглядит соответствующим образом.

Исходя из электронного строения элемента, можно сделать вывод, что калий имеет валентность равную I. Так как в химических реакциях элемент отдает один электрон с внешнего энергетического уровня, он проявляет восстановительные свойства, приобретая степень окисления +1.

Благодаря своему расположению в таблице Менделеева, можно сказать, что восстанавливающие свойства калия выражены гораздо сильнее, чем у Na, но слабее, чем у Rb. Такая закономерность связана с увеличением атомного диаметра. Кроме этого, калий будет сильнее, чем атом кальция, так как на внешнем энергетическом уровне у кальция уже два электрона и оторвать их гораздо сложнее, чем один.

Калий по своей химической структуре является простым веществом с металлической кристаллической решеткой и металлической химической связью. Исходя их этого, можно сказать, что калий легко вступает в реакцию и очень быстро окисляется на воздухе.

Способ применения: схемы и сроки внесения

Применяют минеральную подкормку для огорода или сада, следуя инструкции и соблюдая сроки и схемы ее внесения. Калийную соль азотной кислоты разводят в воде в требуемой дозировке. Гидратом или поливают посадку или орошают листву. Если средство применяется в сухом виде, им посыпают бороздку (глубина до 5 см).

Подпитка вносится по схеме:

1. Впервые в апреле.
2. Вторая – в мае, когда происходит высадка растений.
3. Третья – когда появляются бутоны и завязи.

В летнюю пору (июнь, июль) предпочтительны опрыскивания грядок. В осенние месяцы желателен полив под корень ягодников и плодовых деревьев для повышения их иммунитета перед зимовкой.

Для овощных и ягодных культур

Для помидор селитра необходима для фотосинтеза и лучшего укоренения. Средство повышает урожайность культуры в 3 раза. Огурцам и томатам больше подходит подпитка гидратом.

Применять следует 25 г субстанции на 15 л. Доза подходит для разового полива или орошения по листу. Подпитку стоит проводить не более 3 – 4 раз за сезон. Особенно важен подкорм селитрой для огурцов в период плодоношения.

Не стоит перекармливать овощи калийной селитрой, чтобы избежать накопления в них нитратов. Подкормку проводят с применением обильного полива грядок.

Для рассадных кустов нитрат калия используют за неделю до высадки растений либо после возникновения на стебле нескольких настоящих листиков.

Перцам тоже необходимо проводить удобрение калийной селитрой. Она увеличивает массу и сочность плодов. Применяют за сезон не более 2 раз.

Ягодным культурам прикорм нужен в течение всего вегетационного периода. Удобрение способствует повышению иммунитета растений, их лучшему укоренению. Ягоды растут сочные и сладкие. Для клубники показаны две подпитки калийной селитрой. На 10 л приходится столовая ложка вещества.

Для цветов

Для подкормки цветов вещество вносится в грунт перед посадкой растений на клумбу. Удобрение насыщает землю минералами.

Вносят нитрат калия в сухом виде в процессе перекапывания грядки. Применим для розовых кустов и для гортензии. Калиевую селитру любят: клематисы, георгины и прочие луковичные. Чтобы их удобрить вещество смешивается с золой.

Рано весной калийную селитру вносят под лилии, георгины, тюльпаны, гладиолусы.

Клематисы в течение сезона подпитывают дважды.

Применяем для деревьев и кустов

Средство широко применимо в садоводстве. Гидратом калиевой селитры поливают ягодные кусты и плодовые деревья. Для первых порошок разводят в пропорции 1 г на 1 л воды, для вторых — 2,5 г на 1 л. Для орошения концентрация раствора должна быть выше на 0,5 г на 1 л.

К опрыскиванию прибегают 2-4 раза в течение вегетационного периода.

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.

Круговорот и баланс калия в земледелии

Калий — один из основных биогенных элементов. Его круговорот в биоценозах весьма интенсивен. Содержание калия в биомассе различных биоценозов колеблется от 20 (пустыня) до 2000 кг/га (дубравы).

Замкнутый цикл круговорота питательных веществ в естественных  биоценозах и аккумулирующая деятельность растений приводят к перераспределению калия в пределах корнеобитаемого слоя почвы и постепенному обогащению этим элементом ее верхних горизонтов.

В агроценозах круговорот и баланс калия зависят в основном от хозяйственной деятельности землепользователей: обеспеченности удобрениями, специализации хозяйств и др.

Валовые запасы калия в почвах во много раз (в 5-50) выше, чем азота и фосфора. Этого нельзя не учитывать.

Часть калия теряется из корнеобитаемого слоя почвы за счет инфильтрации: на легких почвах около 5 %, на тяжелых — около 2 % от внесенного количества удобрений. На интенсивность этого процесса оказывают влияние гранулометрический состав почвы и ее водный режим, дозы удобрений, особенности культур.

Часть калия почвы теряется в результате водной и ветровой эрозии. По усредненным данным, это составляет 4-8 кг/га. Обычно считается, что расходные статьи потерь калия от эрозии компенсируются поступлением его с семенами (около 2 кг/га) и осадками (2-6 кг/га).

Следует иметь в виду, что некоторая часть обменного калия может переходить в почве в фиксированное (необменно-поглощенное) состояние и тем самым изыматься из доступного для растений фонда калия. Установлено также, что в снабжении растений калием принимают участие не только пахотные, но и подпахотные горизонты почв. Тем самым расход калия из пахотного слоя уменьшается. Например, в опытах на дерновоподзолистых почвах подсолнечник и люпин в среднем около 32 % калия от общего его выноса потребляли из подпахотных горизонтов.

В каких продуктах содержится калий в больших количествах, таблица

Элемент встречается во многих продуктах питания. При продуманном планировании рекомендуемое количество достигается употреблением в пищу разных продуктов, где содержится калий. Продукты, содержащие калий, при проблемах с почками рекомендуется употреблять в небольших количествах. Ниже приведен список, в котором перечислены источники калия. Размер порции составляет 1/2 стакана, если не указано иное.

Абрикос	2 шт.
Курага
Авокадо	¼ шт.
Банан	½ шт.
Дыня
Сухофрукты
Инжир
Грейпфрутовый сок
Киви	1 шт.
Манго	1 шт.
Нектарин	1 шт.
Апельсин	1 шт.
Апельсиновый сок
Папайя	½ шт.
Гранат	11 шт.
Гранатовый сок
Чернослив
Сливовый сок
Изюм
Артишоки
Помидоры, томатная продукция
Шпинат
Брюква
Тыква
Картофель
Пастернак
Белые грибы
Бобовые культуры
Чечевица
Кольраби
Зелень
Морковь сырая
Брюссельская капуста
Брокколи
Черные бобы
Свекла
Запеченные бобы
Бамбуковые побеги
Китайская капуста
Все мясо (красное мясо и курица)
Рыба (лосось, треска, камбала и сардины)
Соевые продукты
Молоко
Йогурт
Орехи

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.

Как сохранить калий в продуктах

Калий принадлежит к минералам, обладающим относительной стабильностью при хранении свежих продуктов. Незначительные изменения концентрации вещества возможны после длительного хранения пищи. Меж тем, не надо принимать никаких дополнительных мер, дабы «удержать» калий, например, в свежих овощах. А вот при контакте с водой, минерал почти полностью переходит в нее. Сохранить максимальное содержание после термообработки, позволят традиционные правила приготовления блюд: минимум времени на варку и как можно меньше воды. Например, овощи опускать в уже кипящую воду или вместо варки прибегнуть к запеканию.

Реакции, взаимодействие калия с солями. Уравнения реакции:

1. Реакция взаимодействия калия и хлорида ниобия:

NbCl₅ + 5K → Nb + 5KCl.

Реакция взаимодействия хлорида ниобия и калия происходит с образованием калия и хлорида ниобия.

2. Реакция взаимодействия калия и фторида кремния:

SiF₄ + 4K → Si + 4KF (t = 500 °C).

Реакция взаимодействия фторида кремния и калия происходит с образованием кремния и фторида калия.

3. Реакция взаимодействия калия и хлорида кремния:

SiCl₄ + 4K → Si + 4KCl (t = 600-700 °C).

Реакция взаимодействия хлорида кремния и калия происходит с образованием кремния и хлорида калия.

4. Реакция взаимодействия калия и бромида кремния:

SiBr₄ + 4K → Si + 4KBr (t = 100-150 °C).

Реакция взаимодействия бромида кремния и калия происходит с образованием кремния и бромида калия.

5. Реакция взаимодействия калия и хлорида иттрия:

YCl₃ + 3K → Y + 3KCl.

Реакция взаимодействия хлорида иттрия и калия происходит с образованием иттрия и хлорида калия.

Физические свойства

Калий — серебристо-белый, лёгкий, мягкий и легкоплавкий металл. Кристаллическая решётка кубическая, объёмноцентрированная, параметр а=0,522±2 нМ при 5К и а=0,5247±2 нМ при 78К.

Физические свойства калия: плотность 862,9 кг/м3 (0°С); t плавления 63,55°С; t кипения 760°С; коэффициент теплопроводности (при 21°С) 97,13 Вт/м•К; удельная теплоёмкость (при 20°С) 741,2 Дж/кг•К; удельное электрическое сопротивление (при 20°С) 7,118•10-8 Ом•м; твёрдость по Бринеллю 400 кПа. Металлический калий легко режется ножом. Степень окисления +1. Калий на воздухе легко окисляется, образуя оксид К2О и надпероксид KO2. Хранят калий в бензине или керосине. С водой он легко реагирует с образованием гидрооксида KOH и выделением водорода. При взаимодействии с водными растворами кислот образует хорошо растворимые соли. При температуре выше 200°С реагирует с водородом с образованием белых кристаллов KH. При нагревании с серой, теллуром, селеном образует сульфид К2S, теллурид К2Te, селенид К2Se. Известны также различные карбиды, силициды, арсениды и фосфиды калия.