Словарь научных терминов
Калий

КАЛИЙ (от араб. аль-кали - поташ; лат. Kalium) К, хим. элемент I гр. периодич. системы; относится к щелочным металлам, ат. н. 19, ат. м. 39,0983. Состоит из двух стабильных изотопов 39К (93,259%) и 41К (6,729%), а также радиоактивного изотопа 40К (Т1/2 1,32.109 лет). Поперечное сечение захвата тепловых нейтронов для прир. смеси изотопов 1,97.10-28 м2. Конфигурация внеш. электронной оболочки 4s1; степень окисления +1; энергия ионизации К0 : К+ : К2+ соотв. 4,34070 эВ и 31,8196 эВ; сродство к электрону 0,47 эВ; электроотрицательность по Полингу 0,8; атомный радиус 0,2313 нм, ионный радиус (в скобках указано координац. число) К+ 0,151 нм (4), 0,152 нм (6), 0,160 нм (7), 0,165 нм (8), 0,178 нм (12). Содержание в земной коре 2,41% по массе. Осн. минералы: сильвин КСl, карналлит KCl.MgCl2.6H2O, калиевый полевой шпат (ортоклаз) K[AlSi3O8], мусковит калиевая слюда) KAl2[AlSi3O10](OH, F)2, каинит КСl.MgSO4.3H2O, полигалит K2SO4.MgSO4.2CaSO4.2О, алунит KAl3(SO4)2(OH)6.
Свойства. К. - мягкий серебристо-белый металл с кубич. решеткой, а = 0,5344 нм, z = 2, пространств. группа Im3m. Т. пл. 63,51 °С, т. кип. 761 °С; плотн. 0,8629 г/см3; С0p 29,60 Дж/(моль.К); DH0пл 2,33 кДж/моль, DH0возг 89,0 кДж/моль; S0298 64,68 Дж/(моль.К); ур-ние температурной зависимости давления пара (в мм рт. ст.): lgp = 7,34 - 4507/T(373-474 К); r 6,23.10-8 Ом.м (0°С), 8,71.10-8 Ом.м (25°C) и 13,38.10-8 Ом.м (77°С); g 0,114 Н/м (334 К), h 5,096.10-4 Н.с/м2 (350 К); теплопроводность 99,3 Вт/(м.К) при 273 К и 44,9 Вт/(м.К) при 473 К; при 273-323 К температурные коэф. линейного и объемного расширения составляют соотв. 8,33.10-5 К-1 и 2,498.10-4 К-1. К. может обрабатываться прессованием и прокаткой. К. химически очень активен. Легко взаимод. с О2 воздуха, образуя калия оксид К2О, пероксид К2О2 и надпероксид КО2; при нагр. на воздухе загорается. С водой и разб. к-тами взаимод. со взрывом и воспламенением, причем H2SO4 восстанавливается до S2-, S0 и SO2, а НNО3 - до NO, N2O и N2. При нагр. до 200-350 °С реагирует с Н2 с образованием гидрида КН. Воспламеняется в атмосфере F2, слабо взаимод. с жидким Сl2, но взрывается при соприкосновении с Вr2 и растирании с I2; при контакте с межгалогенными соед. воспламеняется или взрывается. С S, Se и Те при слабом нагревании образует соотв. K2S, K2Se и К2Те, при нагр. с Р в атмосфере азота - К3Р и К2Р5, с графитом при 250-500 °С - слоистые соед. состава С8К-С60К. С СО2 не реагирует заметно при 10-30°С; стекло и платину разрушает выше 350-400 °С. К. раств. в жидком NH3 (35,9 г в 100 мл при - 70 °С), анилине, этилендиамине, ТГФ и диглиме с образованием р-ров с металлич. проводимостью. Р-р в NH3 имеет темно-синий цвет, в присут. Pt и следов воды разлагается, давая KNH2 и Н2. С азотом К. не взаимод. даже под давлением при высоких т-рах. При взаимод. с NH4N3 в жидком NH3 образуется азид KN3. К. не раств. в жидких Li, Mg, Cd, Zn, Al и Ga и не реагирует с ними. С натрием образует интерметаллид KNa2 (плавится инконгруэнтно при 7°С), с рубидием и цезием -твердые р-ры, для к-рых миним. т-ры плавления составляют соотв. 32,8 °С (81,4% по массе Rb) и - 37,5 °С (77,3% Cs). С ртутью дает амальгаму, содержащую два меркурида -KHg2 и KHg (т. пл. соотв. 270 °С и 180°С). С таллием образует КТl (т. пл. 335 °С), с оловом - K2Sn, KSn, KSn2 и KSn4, со свинцом - КРb (т. пл. 568 °С) и фазы состава К2Рb3, КРb2 и КРb4, с сурьмой - К3Sb и KSb (т. пл. соотв. 812 и 605 °С), с висмутом - K3Bi, K3Bi2 и KBi2 (т. пл. соотв. 671, 420 и 553 °C). К. энергично взаимод. с оксидами азота, а при высоких т-рах - с СО и СО2. Восстанавливает В2О3 и SiO2 соотв. до В и Si, оксиды Al, Hg, Ag, Ni и др. - до своб. металлов, сульфаты, сульфиты, нитраты, нитриты, карбонаты и фосфаты металлов - до оксидов или своб. металлов. Со спиртами К. образует алкоголяты, с галогеналкилами и галогенарилами - соотв. калийалкилы и калийарилы. Важнейшим соед. К. посвящены отд. статьи (см., напр., Калия гидроксид, Калия иодид, Калия карбонат, Калия хлорид). Ниже приводятся сведения о др. важных соединениях. Пероксид К2О2 - бесцв. кристаллы с ромбич. решеткой (а = 0,6736 нм, b = 0,7001 нм, с = 0,6479 нм, z = 4, пространств. группа Рппп); т. пл. 545 °С; плотн. 2,40 г/см3; C0p 90,8 Дж/(моль.К); DH0пл 20,5 кДж/моль, DH0обр -443,0 кДж/моль; S0298 117 Дж/(моль.К). На воздухе К2О2 мгновенно окисляется до КО2; энергично взаимод. с водой с образованием КОН и О2, с СО2 дает К2СО3 и О2. Получают пероксид пропусканием дозированного кол-ва О2 через р-р К. в жидком NH3, разложением КО2 в вакууме при 340-350 °С. Надпероксид КО2 - желтые кристаллы с тетрагон. решеткой (а — 0,5704 нм, с — 0,6699 нм, z = 4, пространств. группа I4/mmm; плотн. 2,158 г/см3); выше 149°С переходит в кубич. модификацию (а = 0,609 нм); т. пл. 535 °С; С0p 77,5 Дж/(моль.К);

DH0обр - 283,2 кДж/моль, DH0пл 20,6 кДж/моль; S0298 125,4 Дж/(моль.К); парамагнетик. Сильный окислитель. Взаимод. с водой с образованием КОН и О2. Диссоциирует, напр., в бензоле, давая анион-радикал О2-. Сера при нагр. с КО2 воспламеняется и дает K2SO4. С влажными СО2 и СО надпероксид образует К2СО3 и О2, с NO2 - KNO3 и О2, с SO2 - K2SO4 и О2. При действии конц. H2SO4 выделяется О3, при р-ции с NH3 образуются N2, H2O и КОН. Смесь КО2 с графитом взрывает. Получают надпероксид сжиганием К. в воздухе, обогащенном влажным О2 и нагретом до 75-80 °С. Озонид КО3 - красные кристаллы с тетрагон. решеткой (а = 0,8597 нм, с = 0,7080 нм, пространств. группа I4/mcm); плотн. 1,99 г/см3; устойчив только при хранении в герметически закрытых сосудах ниже 0°С, при более высокой т-ре распадается на КО2 и О2; С0p 75 Дж/(моль.К); S0298 105 Дж/(моль.К); парамагнетик. Р-римость в жидком NH3 (г в 100 г); 14,82 (-35°С), 12,00 (-63,5°С), эвтектика NH3 - KO3 (5 г в 100 г NH3) имеет т. пл. - 80 °С; при длит. хранении аммиачные р-ры разлагаются на NH4O3 и KNH2. Раств. в фреонах. КО3 - сильный окислитель; мгновенно реагирует с водой уже при 0 °С, давая КОН и О2; с влажным СО2 образует К2СО3 и КНСО3. Получают: взаимод. смеси О3 и О2 с КОН или КО2 при т-ре ниже 0°С с послед. экстракцией жидким NH3; озонированием суспензии КО2 или КОН во фреоне 12. Надпероксид, пероксид и озонид К. - компоненты составов для регенерации воздуха в замкнутых системах (шахты, подводные лодки, космич. корабли). Гидрид КН - бесцв. кристаллы с кубич. решеткой (а = 0,570 нм, z = 4, пространств. группа Fm3m); т. пл. 619 °С при давлении водорода 6,86 МПа; плотн. 1,52 г/см3; С0p 38,1 Дж/(моль.К); DH0обр -57,8 кДж/моль, DH0пл 21,3 кДж/моль; S0298 50,2 Дж/(моль.К). Разлагается при нагр. на К. и Н2. Сильный восстановитель. Воспламеняется во влажном воздухе, в среде F2 и Сl2. Энергично взаимод. с водой, давая КОН и Н2. При нагр. с N2 или NH3 образует KNH2, с H2S - K2S и Н2, с расплавл. серой - K2S и H2S, с влажным СO2 - НСООК, с СО - НСООК и С. Получают КН взаимод. К. с избытком Н2 при 300-400 °С. Гидрид восстановитель в неорг. и орг. синтезах. Азид КN3 - бесцв. кристаллы с тетрагон. решеткой (а = 0,6094 нм, с = 0,7056 нм, z = 4, пространств. группа I4/mcm); С0р 76,9 Дж/(моль.К); DH0обр -1,7 кДж/моль; S0298 104,0 Дж/(моль.К); т. пл. 354 °С, выше разлагается на К. и азот; плотн. 2,056 г/см3. Р-римость (г в 100 г р-рителя): вода -41,4 (0°С), 105,7 (100°С), этанол - 0,137 (16°С). В эфире и бензоле раств. плохо. Водой гидролизуется; эвтектика Н2О -KN3 (35,5 г в 100 г) имеет т. пл. - 12°С. Получают: взаимод. N2O с расплавл. KNH2 при 280 °С; действием КОН на р-р HN3.
Получение. К. производят взаимод. Na с КОН при 380-450 °С или КСl при 760-890 °С. Р-ции проводят в атмосфере N2. Взаимод. КОН с жидким Na осуществляют противотоком в тарельчатой колонне из Ni. При р-ции с КСl пары Na пропускают через расплав КСl. Продукт р-ций -сплав К - Na. Его подвергают ректификации и получают К. с содержанием примесей (в % по массе): 1.10-3 Na и 1.10-4 С1. Кроме того, К. получают: вакуум-термич. восстановлением КСl карбидом СаС2, сплавами Si-Fe или Si-Al при 850-950 °С и остаточном давлении 1,33 13,3 Па; нагреванием К2Сr2О7 с Zr при 400 °С; электролизом КОН с железным катодом; электролизом КСl (или его смеси К2СО3) с жидким свинцовым катодом при 680-720 °С с послед. разделением К и Рb вакуумной дистилляцией; электролизом 50%-ного р-ра KNH2 в жидком NH3 при 25 °С и давлении 0,75 МПа с амальгамой К. в качестве анода и катодом из нержавеющей стали, при этом образуется 30%-ный р-р К. в жидком NH3, к-рый выводится из аппарата для отделения К.
Определение. Качественно К. обнаруживают по розово-фиолетовому окрашиванию пламени и по характерным лииниям спектра: 404,41, 404,72, 766,49, 769,90 нм. Наиб. распространенные количеств. методы, особенно в присут. др. щелочных металлов, - эмиссионная пламенная фотометрия (чувствительность 1.10-4 мкг/мл) и атомно-абсорбц. спектрометрия (чувствительность 0,01 мкг/мл). В меньшей степени используются химико-спектральный и спектрофотометрич. методы с применением дипикриламина (чувствительность 0,2-1,0 мкг/мл). При большом содержании К. в пробе применяют гравиметрич. метод с осаждением К. в виде тетрафенилбората, K2[PtCl6] или КСlO4 в среде бутанола.
Применение. К. - материал электродов в хим. источниках тока; компонент катодов-эмиттеров фотоэлементов и термоэмиссионных преобразователей, а также фотоэлектронных умножителей; геттер в вакуумных радиолампах; активатор катодов газоразрядных устройств. Сплав К. с Na -теплоноситель в ядерных реакторах. Радиоактивный изотоп 40К служит для определения возраста горных пород (калийаргоновый метод). Искусств. изотоп 42К (T1/2 12,52 года) -радиоактивный индикатор в медицине и биологии. К. - важнейший элемент (в виде соед.) для питания растений (см. Калийные удобрения). К. вызывает сильные ожоги кожи, при попадании мельчайших его крошек в глаза тяжело их поражает, возможна потеря зрения. Загоревшийся К. заливают минер. маслом или засыпают смесью талька и NaCl. Хранят К. в герметически закрытых железных коробках под слоем обезвоженного керосина или минер. масла. Отходы К. утилизируют обработкой их сухим этанолом или пропанолом с послед. разложением образовавшихся алкоголятов водой. К. открыл Г. Дэви в 1807. Лит.: Натрий и калий, Л., 1959; Коренман И. М., Аналитическая химия калия, М., 1964; Теплофизическиe свойства щелочных металлов, М., 1970, (Тр. МЭИ, в. 75); Вольнов И. И., Перекисные соединения щелочных металлов, М., 1980. Б. Д. Степин.


-капролактам Keтoальдегиды Кабачника-филдса реакция Кавитация Кадио-ходкевича реакция Кадионы Кадмий Кадмийорганические соединения Кадмия антимонид Кадмия галогениды Кадмия нитрат Кадмия оксид Кадмия селенид Кадмия сульфат Кадмия сульфид Кадмия теллурид Кадмия хлорид Казеин Каландрование полимеров Калий Калийная селитра Калийные удобрения Калифорний Калия бромид Калия гексацианоферраты Калия гидрокарбонат Калия гидроксид Калия дихромат Калия дицианоаурат(i) Калия иодид Калия карбонат Калия нитрат Калия оксид Калия перманганат Калия пероксодикарбонат Калия пероксосульфаты Калия сульфат Калия сульфиды Калия фосфаты Калия фторид Калия хлорид Калия цианат Калия цианид Калия этилксантогенат Каломель Каломельный электрод Калориметрия Кальмодулин Кальциевая селитра Кальций Кальцийорганические соединения Кальцитонин Кальциферолы Кальция алюминаты Кальция бораты Кальция вольфраматы Кальция галогениды Кальция гидроксид Кальция гипохлорит Кальция карбид Кальция карбонат Кальция нитрат Кальция оксид Кальция силикаты Кальция сульфат Кальция фосфаты Кальция фторид Кальция хлорид Кальция цианамид Каменноугольная смола Каменноугольные масла Каменные угли Камфан Камфен Камфеновые перегруппировки Камфора Канатные смазки Канифоль Канниццаро реакция Канцерогенные вещества Каолин Капельный анализ Капиллярная конденсация Капиллярная хроматография Капиллярные явления Капиллярный осмос Каплеулавливание Каприловая кислота Капрон Капроновая кислота Капсаицин Капсулирование Каптакс Карбазол Карбамид Карбамидные смолы Карбаминовая кислота Карбанионы Карбеновые комплексы переходных металлов Карбены Карбиды Карбиламины Карбин Карбиновые комплексы переходных металлов Карбитолы Карбкатионы Карбодиимиды Карбодифосфораны Карбоксилатные каучуки Карбоксилирование Карбоксиметилцеллюлоза Карбоксипептидазы Карбоксиэстеразы Карболины Карбонаты неорганические Карбонаты органические Карбонаты природные Карбонизация Карбонилирование Карбонилфторид Карбонилы металлов Карбонильные соединения Карбония ионы Карбоновые кислоты Карбопласты Карборансодержащие полимеры Карбораны Карборунд Карбоциклические соединения Карвон Кардовые полимеры Карены Кариофиллен Кариуса метод Каркасные соединения Карнаубский воск Карнитин Карнозин Каротиноиды Каррагинаны Касторовое масло Катаболизм Катализ Катализаторы Катализаторы гидрирования Катализаторы дегидрирования Катализаторы окисления Катализаторы полимеризации Каталитический крекинг Каталитический реформинг Каталитических реакций кинетика Катапины Катенаны Катепсины Катехоламины Катион-радикалы Катиониты Катионная полимеризация Катионные красители Катионообменные смолы Катионотропные перегруппировки Катионы Катодная защита Катодолюминесцентный микроанализ Каустобиолиты Каучук натуральный Каучуки синтетические Качественный анализ Квадрупольный момент Квазикристалл Квазирацематы Квазистационарности приближение Квантовая механика Квантовая химия Квантовое состояние Квантовые переходы Квантовый выход Кварц Кварцевое стекло Квасцы Кверцетин Кедровое масло Керамика Кератины Кермель Керметы Керосин Керра эффект Кетали Кетены Кетимины Кетокарбoновые кислoты Кетокислоты Кетон малины Кетоны Кибернетика Кижнера реакция Кижнера-вольфа реакция Килиани-фишера реакция Кинe-замещeние Кинетика химическая Кинетическая кривая Кинетическая теория газов Кинетические методы анализа Кинетический изотопный эффект Кинетическое уравнение Кинины Киноплёнки Кипение Кипреналь Кипящий слой Кирсанова реакция Кирхгофа уравнение Кислoтно-оснoвное титрование Кислoтно-основнoй катализ Кислород Кислорода фториды Кислородный индекс Кислотное число Кислотные красители Кислотоупoрные прирoдные материалы Кислоты и основания Кислоты неорганические Клeя-киннера-пeррена реакция Клайзена конденсация Клайзена перегруппировка Клайзена-шмидта реакция Клапейрона-клаузиуса уравнение Клапейрона-менделеева уравнение Кларки химических элементов Классификация Классификация гидравлическая Кластеры Клатраты Клеевые краски Клеи природные Клеи синтетические Клей Клей неорганические Клемменсена реакция Клетки эффект Клешневидные соединения Клофелин Клофибрат Кнорра реакция Кнёвенагеля реакция Коагулянты Коагуляция Коалесценция Коацервация Кобальта ацетат Кобальта галогениды Кобальта гидроксиды Кобальта карбонаты Кобальта карбонилы Кобальта нитраты Кобальта оксиды Кобальта сплавы Кобальта сульфаты Кобальта хлориды Кобальтовые удобрения Кобальторганические соединения Кобамидные коферменты Ковалентная связь Ковалентные кристаллы Ковалентные радиусы Ковар Когезия Кодеин Кодон Кожа Кожа искусственная Койевая кислота Кокаин Кокосовое масло Кокс каменноугольный Кокс нефтяной Кокс пековый Коксование Коксовое число Коксохимия Коксуемость углей Колебательные реакции Колебательные спектры Количественный анализ Коллoидные раствoры Коллаген Коллидины Коллоидная химия Коллоидные системы Коллоксилин Колориметрический анализ Колхициновые алкалоиды Кольбе реакции Кольбе шмитта реакция Кольрауша закон Комбинационного рассеяния спектроскопия Компаунды полимерные Компенсационный эффект Комплексные соединения Комплексометрия Комплексонометрия Комплексоны Комплексообразующие ионообменные смолы Комплемент Комплементарность Композиты Композиционные материалы Компонент системы Компрессорные масла Компрессорные машины Компьютерный синтез Конго красный Кондакова реакция Конденсации реакции Конденсация Конденсация фракционная Кондуктометрия Конкурирующих реакций метод Коновалова законы Коновалова реакция Конопляное масло Консервационные масла Консервационные смазки Консистентные смазки Константа равновесия Константа скорости Константан Конструкционная керамика Контакт петрова Контактная очистка Конфигурационного взаимодействия метод Конфигурация стереохимическая Конформации молекулы Конформационные эффекты Конформационный анализ Концентрация Концентрирование Координата реакции Координациoнно-иoнная полимеризация Координационная связь Координационное число Координационные полимеры Координационные полиэдры Координационные соединения Копалы Кордиты Коричный альдегид Коричный спирт Кормовые фосфаты Корреляционные соотношения Корреляция конфигураций Корриноиды Коррозионная усталость Коррозионностойкие материалы Коррозионные испытания Коррозия металлов Коррозия под напряжением Кортикоиды Коршун климовой метод Космические смазки Космохимия Котельные топлива Коттона эффект Кофеин Кофермент Коферменты Коха-хаафа реакция Коэрцитивная сила Крапплак Красители природные Красители синтетические Краски Красуского правило Кратные связи Краун-эфиры Крахмал Крашение бумаги Крашение волокон Крашение древесины Крашение кожи Крашение меха Крашение оксидированного алюминия Крашение пластических масс Крашение резино-технических изделий Креатинфосфорная кислота Кребса цикл Крезолы Крекинг Кремнефтористоводородная кислота Кремниевые кислоты Кремний Кремнийорганические жидкости Кремнийорганические каучуки Кремнийорганические лаки Кремнийорганические полимеры Кремнийорганические соединения Кремнийэлементоорганические соединения Кремния диоксид Кремния иодиды Кремния карбид Кремния нитрид Кремния оксид Кремния фториды Кремния хлориды Криоскопия Криохимия Криптанды Криптон Криптона дифторид Кристаллизационные методы разделения смесей Кристаллизация Кристаллическая структура Кристаллический фиолетовый Кристаллического поля теория Кристаллическое состояние Кристаллическое состояние полимеров Кристаллогидраты Кристаллосольваты Кристаллофосфоры Кристаллохимия Кристаллы Критические явления Критическое состояние Кровезаменители Кроны Кротоновая кислота Кротоновая конденсация Кротоновый альдегид Круговой дихроизм Крёнке реакция Ксаитемовые красители Ксантин Ксантинола никотинат Ксантогенаты Ксантопротеиновая реакция Ксантотоксин Ксенон Ксенона фториды Ксиленоловый оранжевый Ксилидины Ксилилендиамины Ксилит Ксилолы Кубовые красители Кубогены Кубозоли Кукурузное масло Кулонометрия Кумарин Кумароно-инденовые смолы Кумилгидропероксид Кумилпероксид Кумол Кумулены Кунжутное масло Купманса теорема Купферон Курареподобные средства Курарин Курнакова соединения Курциуса реакция Курчатовий Кучерова реакция Кьельдаля метод Кэмпса реакция Кэрролла-каймела реакция Кюри точка Кюрий Кёнигса-кнорра реакция