โพแทสเซียมในธรรมชาติ (2.4% ในเปลือกโลก) คุณสมบัติของโพแทสเซียม

โพแทสเซียม

โพแทสเซียม-ฉัน; ม.[อาหรับ. kali] องค์ประกอบทางเคมี (K) ซึ่งเป็นโลหะสีขาวเงินที่สกัดจากโพแทสเซียมคาร์บอเนต (โพแทช)

◁ โพแทสเซียม, th, th. เงินฝากK-th. K เกลือโพแทช, th, th. อุตสาหกรรมเค-ธ. ปุ๋ยเค.

โพแทสเซียม

(lat. Kalium) ซึ่งเป็นองค์ประกอบทางเคมีของกลุ่ม I ของระบบธาตุเป็นของโลหะอัลคาไล ชื่อนี้มาจากภาษาอาหรับ al-kali - potash (สารประกอบโพแทสเซียมที่รู้จักกันมานานซึ่งสกัดจากขี้เถ้าไม้) โลหะสีเงินขาว อ่อน หลอมได้ ความหนาแน่น 0.8629 g / cm 3 ที pl 63.51ºC มันออกซิไดซ์อย่างรวดเร็วในอากาศ ทำปฏิกิริยาระเบิดกับน้ำ ในแง่ของความชุกในเปลือกโลกนั้นครองอันดับที่ 7 (แร่ธาตุ: ซิลวิน, เคไนต์, คาร์นัลไลต์, ฯลฯ; ดูเกลือโพแทสเซียม) เป็นส่วนหนึ่งของเนื้อเยื่อของพืชและสัตว์ เกลือที่สกัดได้ประมาณ 90% ใช้เป็นปุ๋ย โลหะโพแทสเซียมใช้ในแหล่งกระแสเคมี เป็นตัวรับในหลอดอิเล็กตรอน เพื่อให้ได้ superperoxide KO 2 ; ผสม K กับ Na - สารหล่อเย็นในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์

โพแทสเซียม

โพแทสเซียม (lat. Kalium), K (อ่านว่า "โพแทสเซียม") ซึ่งเป็นองค์ประกอบทางเคมีที่มีเลขอะตอม 19 มวลอะตอม 39.0983
โพแทสเซียมเกิดขึ้นตามธรรมชาติเป็นนิวไคลด์ที่เสถียรสองตัว (ซม.นิวคไลด์): 39 K (93.10% โดยมวล) และ 41 K (6.88%) รวมถึงกัมมันตภาพรังสี 40 K (0.02%) หนึ่งรายการ ครึ่งชีวิตของโพแทสเซียม-40 T 1/2 นั้นน้อยกว่า T 1/2 ของยูเรเนียม-238 ประมาณ 3 เท่า และมีอายุ 1.28 พันล้านปี ในระหว่างการสลายตัวของโพแทสเซียม -40 จะเกิดแคลเซียม -40 ที่เสถียร และในระหว่างการสลายตัวตามประเภทของการจับอิเล็กตรอน (ซม.จับภาพอิเล็กทรอนิกส์)ก๊าซเฉื่อยอาร์กอน-40 ก่อตัวขึ้น
โพแทสเซียมเป็นหนึ่งในโลหะอัลคาไล (ซม.โลหะอัลคาไล). ในระบบธาตุของ Mendeleev โพแทสเซียมมีตำแหน่งในช่วงที่สี่ในกลุ่มย่อย IA โครงแบบอิเลคตรอนชั้นนอก4 ส 1 ดังนั้นโพแทสเซียมจึงแสดงสถานะออกซิเดชันเป็น +1 เสมอ (วาเลนซ์ I)
รัศมีอะตอมของโพแทสเซียมคือ 0.227 นาโนเมตร รัศมีของไอออนคือ K + 0.133 นาโนเมตร พลังงานของไอออนไนซ์ต่อเนื่องของอะตอมโพแทสเซียมคือ 4.34 และ 31.8 eV อิเล็ก (ซม.ไฟฟ้าลบ)โพแทสเซียมตาม Pauling 0.82 ซึ่งบ่งบอกถึงคุณสมบัติของโลหะที่เด่นชัด
ในรูปแบบอิสระ - โลหะสีเงินอ่อนเบา
ประวัติการค้นพบ
สารประกอบของโพแทสเซียมรวมถึงอะนาล็อกทางเคมีที่ใกล้เคียงที่สุด - โซเดียม (ซม.โซเดียม)เป็นที่รู้จักกันมาตั้งแต่สมัยโบราณและถูกนำมาใช้ในกิจกรรมต่าง ๆ ของมนุษย์ อย่างไรก็ตามโลหะเหล่านี้ถูกแยกออกเป็นครั้งแรกในสถานะอิสระในปี 1807 ระหว่างการทดลองของนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ G. Davy (ซม.เดวี ฮัมฟรีย์). เดวี่ใช้เซลล์กัลวานิกเป็นแหล่งกำเนิดกระแสไฟฟ้า ทำการอิเล็กโทรลิซิสของโพแทชที่หลอมละลาย (ซม.โพแทช)และโซดาไฟ (ซม.โซดาไฟ)ดังนั้นจึงแยกโพแทสเซียมและโซเดียมที่เป็นโลหะซึ่งเขาเรียกว่า "โพแทสเซียม" (เพราะฉะนั้นชื่อของโพแทสเซียมที่เก็บรักษาไว้ในประเทศที่ใช้ภาษาอังกฤษและฝรั่งเศส) และ "โซเดียม" ในปี 1809 นักเคมีชาวอังกฤษ L. V. Gilbert เสนอชื่อ "โพแทสเซียม" (จากภาษาอาหรับ al-kali - potash)
อยู่ในธรรมชาติ
เนื้อหาของโพแทสเซียมในเปลือกโลกคือ 2.41% โดยมวล โพแทสเซียมเป็นหนึ่งในสิบองค์ประกอบที่พบมากที่สุดในเปลือกโลก แร่ธาตุหลักที่มีโพแทสเซียม: ซิลวิน (ซม.ซิลวิน) KCl (52.44% K), ซิลวิไนต์ (Na, K) Cl (แร่ธาตุนี้เป็นส่วนผสมทางกลที่ถูกบีบอัดอย่างหนาแน่นของผลึกโพแทสเซียมคลอไรด์ KCl และโซเดียมคลอไรด์ NaCl), คาร์นัลไลต์ (ซม.คาร์นัลไลท์) KCl MgCl 2 6H 2 O (35.8% K), อะลูมิโนซิลิเกตต่างๆ (ซม.อลูโมซิลิเกต)มีโพแทสเซียม ไคไนต์ (ซม. Cainite) KCl MgSO 4 3H 2 O, โพลิฮาไลต์ (ซม.โพลิฮาลิธ) K 2 SO 4 MgSO 4 2CaSO 4 2H 2 O, อะลูไนต์ (ซม.อลูไนท์)แคล 3 (SO 4) 2 (OH) 6. น้ำทะเลมีโพแทสเซียมประมาณ 0.04%
ใบเสร็จ
ปัจจุบัน โพแทสเซียมได้มาจากการทำปฏิกิริยากับ KOH โซเดียมเหลว (ที่ 380-450°C) หรือ KCl (ที่ 760-890°C):
Na + KOH = NaOH + เค
โพแทสเซียมยังได้รับจากการอิเล็กโทรไลซิสของ KCl ที่ละลายผสมกับ K 2 CO 3 ที่อุณหภูมิใกล้เคียงกับ 700 ° C:
2KCl \u003d 2K + Cl 2
โพแทสเซียมถูกทำให้บริสุทธิ์จากสิ่งเจือปนโดยการกลั่นด้วยสุญญากาศ
คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมี
โลหะโพแทสเซียมมีความอ่อนนุ่ม ใช้มีดตัดได้ง่าย และคล้อยตามแรงกดและการหมุน มีโครงตาข่ายลูกบาศก์ที่มีศูนย์กลางอยู่ที่ตัวลูกบาศก์ ซึ่งเป็นพารามิเตอร์ ก= 0.5344 นาโนเมตร ความหนาแน่นของโพแทสเซียมน้อยกว่าความหนาแน่นของน้ำ และมีค่าเท่ากับ 0.8629 g/cm 3 . เช่นเดียวกับโลหะอัลคาไล โพแทสเซียมละลายได้ง่าย (จุดหลอมเหลว 63.51°C) และเริ่มระเหยแม้ในความร้อนที่ค่อนข้างต่ำ (จุดเดือดของโพแทสเซียม 761°C)
โพแทสเซียม เช่นเดียวกับโลหะอัลคาไลอื่นๆ มีฤทธิ์ทางเคมีสูง ทำปฏิกิริยากับออกซิเจนในบรรยากาศได้ง่ายเพื่อสร้างส่วนผสม โดยส่วนใหญ่ประกอบด้วย K 2 O 2 เปอร์ออกไซด์และ KO 2 ซูเปอร์ออกไซด์ (K 2 O 4):
2K + O 2 \u003d K 2 O 2, K + O 2 \u003d KO 2
เมื่อถูกความร้อนในอากาศ โพแทสเซียมจะเผาไหม้ด้วยเปลวไฟสีแดงม่วง ด้วยน้ำและกรดเจือจาง โพแทสเซียมจะทำปฏิกิริยากับการระเบิด (ทำให้ไฮโดรเจนติดไฟได้):
2K + 2H 2 O = 2KOH + H 2
กรดที่มีออกซิเจนสามารถลดลงได้ในอันตรกิริยานี้ ตัวอย่างเช่น อะตอมของกำมะถันของกรดซัลฟิวริกจะลดลงเป็น S, SO 2 หรือ S 2–:
8K + 4H 2 SO 4 \u003d K 2 S + 3K 2 SO 4 + 4H 2 O.
เมื่อได้รับความร้อนถึง 200-300 °C โพแทสเซียมจะทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจนเพื่อสร้างไฮไดรด์ที่มีลักษณะคล้ายเกลือ KH:
2K + H 2 = 2KH
ด้วยฮาโลเจน (ซม.ฮาโลเจน)โพแทสเซียมทำปฏิกิริยากับการระเบิด เป็นที่น่าสนใจที่จะทราบว่าโพแทสเซียมไม่มีปฏิกิริยากับไนโตรเจน
เช่นเดียวกับโลหะอัลคาไลอื่นๆ โพแทสเซียมจะละลายอย่างรวดเร็วในแอมโมเนียเหลวเพื่อสร้างสารละลายสีน้ำเงิน ในสถานะนี้โพแทสเซียมถูกใช้เพื่อทำปฏิกิริยาบางอย่าง ระหว่างการเก็บรักษา โพแทสเซียมจะทำปฏิกิริยากับแอมโมเนียอย่างช้าๆ เพื่อสร้างเอไมด์ KNH 2:
2K+2NH ชั้น 3 \u003d 2KNH 2 + H 2
สารประกอบโพแทสเซียมที่สำคัญที่สุดคือ K 2 O ออกไซด์, K 2 O 2 เปอร์ออกไซด์, K 2 O 4 ซูเปอร์ออกไซด์, KOH ไฮดรอกไซด์, KI ไอโอไดด์, K 2 CO 3 คาร์บอเนตและ KCl คลอไรด์
ตามกฎแล้วโพแทสเซียมออกไซด์ K 2 O ได้มาจากปฏิกิริยาของเปอร์ออกไซด์และโพแทสเซียมโลหะ:
2K + K 2 O 2 \u003d 2K 2 O
ออกไซด์นี้แสดงคุณสมบัติพื้นฐานที่เด่นชัด ทำปฏิกิริยากับน้ำได้ง่ายเพื่อสร้างโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ KOH:
K 2 O + H 2 O \u003d 2KOH
โพแทสเซียมไฮดรอกไซด์หรือโพแทชที่มีฤทธิ์กัดกร่อนสามารถละลายน้ำได้สูง (สูงถึง 49.10% โดยน้ำหนักที่ 20°C) สารละลายที่ได้คือเบสที่แรงมากซึ่งเกี่ยวข้องกับด่าง ( ซม.ด่าง). KOH ทำปฏิกิริยากับออกไซด์ที่เป็นกรดและแอมโฟเทอริก:
SO 2 + 2KOH \u003d K 2 SO 3 + H 2 O,
Al 2 O 3 + 2KOH + 3H 2 O \u003d 2K (ดังนั้นปฏิกิริยาจะดำเนินต่อไปในสารละลาย) และ
Al 2 O 3 + 2KOH \u003d 2KAlO 2 + H 2 O (นี่คือปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นเมื่อรีเอเจนต์ถูกหลอมรวม)
ในอุตสาหกรรม โพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ KOH ได้มาจากการอิเล็กโทรไลซิสของสารละลายในน้ำของ KCl หรือ K 2 CO 3 โดยใช้เมมเบรนแลกเปลี่ยนไอออนและไดอะแฟรม:
2KCl + 2H 2 O \u003d 2KOH + Cl 2 + H 2,
หรือเนื่องจากปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนของสารละลาย K 2 CO 3 หรือ K 2 SO 4 กับ Ca (OH) 2 หรือ Ba (OH) 2:
K 2 CO 3 + บา(OH) 2 = 2KOH + BaCO 3
การสัมผัสกับโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ที่เป็นของแข็งหรือการหยดสารละลายบนผิวหนังและดวงตาจะทำให้ผิวหนังและเยื่อเมือกเกิดการไหม้อย่างรุนแรง ดังนั้นคุณควรทำงานกับสารกัดกร่อนเหล่านี้ด้วยแว่นตาและถุงมือเท่านั้น สารละลายโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ที่เป็นน้ำในระหว่างการเก็บรักษาจะทำลายแก้วละลาย - พอร์ซเลน
โพแทสเซียมคาร์บอเนต K 2 CO 3 (โดยทั่วไปเรียกว่าโพแทช) ได้มาจากการทำให้สารละลายโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์เป็นกลางด้วยคาร์บอนไดออกไซด์:
2KOH + CO 2 \u003d K 2 CO 3 + H 2 O
พบโพแทชจำนวนมากในขี้เถ้าของพืชบางชนิด
แอปพลิเคชัน
โพแทสเซียมโลหะ - วัสดุสำหรับอิเล็กโทรดในแหล่งกำเนิดสารเคมี โลหะผสมของโพแทสเซียมกับโลหะอัลคาไลอื่น - โซเดียมใช้เป็นสารหล่อเย็น (ซม.คูลแลนท์)ในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์
ในระดับที่ใหญ่กว่าโพแทสเซียมโลหะจะใช้สารประกอบของมัน โพแทสเซียมเป็นองค์ประกอบสำคัญของแร่ธาตุอาหารของพืช พวกเขาต้องการในปริมาณที่มีนัยสำคัญสำหรับการพัฒนาตามปกติ ดังนั้นปุ๋ยโปแตชจึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลาย (ซม.ปุ๋ยโพแทช): โพแทสเซียมคลอไรด์ KCl โพแทสเซียมไนเตรตหรือโพแทสเซียมไนเตรต KNO 3 โพแทช K 2 CO 3 และเกลือโพแทสเซียมอื่นๆ โพแทชยังใช้ในการผลิตแว่นตาออพติคอลแบบพิเศษ เป็นตัวดูดซับไฮโดรเจนซัลไฟด์ในการทำให้ก๊าซบริสุทธิ์ เป็นตัวดูดซับน้ำและในหนังฟอก
โพแทสเซียมไอโอไดด์ KI ใช้เป็นยา โพแทสเซียมไอโอไดด์ยังใช้ในการถ่ายภาพและเป็นปุ๋ยจุลภาคอีกด้วย สารละลายโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต KMnO 4 ("โพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต") ใช้เป็นน้ำยาฆ่าเชื้อ
ตามเนื้อหาของกัมมันตภาพรังสี 40 K ในหินอายุของพวกมันจะถูกกำหนด
โพแทสเซียมในร่างกาย
โพแทสเซียมเป็นหนึ่งในองค์ประกอบทางชีวภาพที่สำคัญที่สุด (ซม.องค์ประกอบชีวภาพ)มีอยู่ในทุกเซลล์ของสิ่งมีชีวิตทั้งหมด โพแทสเซียมไอออน K + มีส่วนร่วมในการทำงานของช่องไอออน (ซม.ช่องไอออน)และการควบคุมการซึมผ่านของเยื่อชีวภาพ (ซม.เยื่อชีวภาพ)ในการสร้างและการนำกระแสประสาทในการควบคุมการทำงานของหัวใจและกล้ามเนื้ออื่น ๆ ในกระบวนการเมตาบอลิซึมต่างๆ ปริมาณโพแทสเซียมในเนื้อเยื่อของสัตว์และมนุษย์ถูกควบคุมโดยฮอร์โมนสเตียรอยด์ของต่อมหมวกไต โดยเฉลี่ยแล้ว ร่างกายมนุษย์ (น้ำหนักตัว 70 กก.) มีโพแทสเซียมประมาณ 140 กรัม ดังนั้นสำหรับการดำรงชีวิตตามปกติด้วยอาหารร่างกายควรได้รับโพแทสเซียม 2-3 กรัมต่อวัน อาหารที่อุดมด้วยโพแทสเซียม เช่น ลูกเกด แอปริคอตแห้ง ถั่วลันเตา และอื่นๆ
คุณสมบัติของการจัดการโพแทสเซียมโลหะ
โลหะโพแทสเซียมอาจทำให้ผิวหนังไหม้อย่างรุนแรง หากอนุภาคเล็กที่สุดของโพแทสเซียมเข้าตา การบาดเจ็บรุนแรงจะเกิดขึ้นพร้อมกับสูญเสียการมองเห็น ดังนั้นคุณจึงสามารถทำงานกับโลหะโพแทสเซียมได้โดยใช้ถุงมือและแว่นตานิรภัยเท่านั้น โพแทชจุดไฟถูกเทด้วยน้ำมันแร่หรือปกคลุมด้วยส่วนผสมของแป้งและ NaCl โพแทสเซียมถูกเก็บไว้ในภาชนะเหล็กที่ปิดสนิทภายใต้ชั้นของน้ำมันก๊าดแห้งหรือน้ำมันแร่

พจนานุกรมสารานุกรม. 2009 .

คำพ้องความหมาย:

ดูว่า "โพแทสเซียม" คืออะไรในพจนานุกรมอื่น ๆ :

โพแทสเซียม 40 ... วิกิพีเดีย

โนโวลาทินสค์. คาเลี่ยม จากภาษาอาหรับ กาลี, ด่าง. โลหะที่อ่อนและเบาซึ่งประกอบเป็นฐานของพระแม่กาลี ค้นพบโดยเทวีในปี 1807 คำอธิบายคำศัพท์ต่างประเทศ 25,000 คำที่ใช้ในภาษารัสเซียพร้อมความหมายของรากศัพท์ มิเชลสัน ค.ศ. 1865 ... ... พจนานุกรมคำต่างประเทศของภาษารัสเซีย

- (Kalium), K, องค์ประกอบทางเคมีของกลุ่ม I ของระบบธาตุ, เลขอะตอม 19, มวลอะตอม 39.0983; หมายถึงโลหะอัลคาไล mp63.51shC. ในสิ่งมีชีวิตโพแทสเซียมเป็นไอออนบวกภายในเซลล์หลักที่เกี่ยวข้องกับการสร้างไฟฟ้าชีวภาพ ... ... สารานุกรมสมัยใหม่

โพแทสเซียม- (Kalium, s. Potassium), เคมี องค์ประกอบถ่าน K หมายเลขประจำเครื่อง 19 สีขาวเงิน โลหะแวววาว มีความหนาแน่นของขี้ผึ้งที่แทธรรมดา ค้นพบโดย Devi ในปี 1807 อู๊ด ใน. ที่ 20° 0.8621 น้ำหนักอะตอม 39.1 โมโนวาเลนต์ จุดหลอมเหลว … สารานุกรมการแพทย์ขนาดใหญ่

โพแทสเซียม- (Kalium), K, องค์ประกอบทางเคมีของกลุ่ม I ของระบบธาตุ, เลขอะตอม 19, มวลอะตอม 39.0983; หมายถึงโลหะอัลคาไล mp 63.51°C. ในสิ่งมีชีวิตโพแทสเซียมเป็นไอออนบวกภายในเซลล์หลักที่เกี่ยวข้องกับการสร้างไฟฟ้าชีวภาพ ... ... พจนานุกรมสารานุกรมภาพประกอบ

- (สัญลักษณ์ K) องค์ประกอบทางเคมีทั่วไปที่เกี่ยวข้องกับโลหะอัลคาไล มันถูกแยกออกเป็นครั้งแรกโดย Sir Humphry Davy ในปี 1807 แร่หลักของมันคือ sylvin (โพแทสเซียมคลอไรด์), carnallite และ polyhalite โพแทสเซียมเป็นสารหล่อเย็นในปรมาณู... พจนานุกรมสารานุกรมทางวิทยาศาสตร์และทางเทคนิค

สามี. โพแทสเซียมเป็นโลหะที่เป็นฐานของโพแทสเซียม คล้ายกับโซเดียม (โซเดียม) Kali cf., neskl., ผักอัลคาไลหรือเกลืออัลคาไลน์; โพแทสเซียมคาร์บอเนต โพแทชบริสุทธิ์ โพแทสเซียม ความหมายคือ โพแทสเซียม Calistic ที่มีโพแทสเซียม คำอธิบาย ... ... พจนานุกรมอธิบายของ Dahl - โพแทสเซียม, โพแทสเซียม, pl. ไม่ ผู้ชาย และกาลี ไม่ชัดเจน เปรียบเทียบ (อาหรับ. โพแทช) (เคมี). องค์ประกอบทางเคมีเป็นโลหะอัลคาไลสีเงินขาว สกัดจากเกลือคาร์บอน-โพแทสเซียม พจนานุกรมอธิบายของ Ushakov ดี.เอ็น. อูชาคอฟ 2478 2483 ... พจนานุกรมอธิบายของ Ushakov

เนื้อหาของบทความ

โพแทสเซียม(Kalium) K ซึ่งเป็นองค์ประกอบทางเคมีของหมู่ 1 (Ia) ของตารางธาตุ เป็นธาตุอัลคาไลน์ เลขอะตอม 19 มวลอะตอม 39.0983 ประกอบด้วยสองไอโซโทปที่เสถียร 39 K (93.259%) และ 41 K (6.729%) เช่นเดียวกับไอโซโทปกัมมันตภาพรังสี 40 K ที่มีครึ่งชีวิต ~10 9 ปี ไอโซโทปนี้มีบทบาทพิเศษในธรรมชาติ ส่วนแบ่งในส่วนผสมของไอโซโทปเพียง 0.01% อย่างไรก็ตามมันเป็นแหล่งกำเนิดของอาร์กอน 40 Ar เกือบทั้งหมดที่มีอยู่ในชั้นบรรยากาศของโลกซึ่งเกิดขึ้นระหว่างการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสีที่ 40 K นอกจากนี้ 40 K ยังมีอยู่ในทั้งหมด สิ่งมีชีวิตซึ่งอาจมีอิทธิพลต่อการพัฒนาของพวกมัน

ไอโซโทป 40 K ใช้ในการหาอายุของหินด้วยวิธีโพแทสเซียม-อาร์กอน ไอโซโทปเทียม 42 K ที่มีครึ่งชีวิต 15.52 ปีถูกใช้เป็นตัวติดตามกัมมันตภาพรังสีในการแพทย์และชีววิทยา

+1 สถานะออกซิเดชัน

สารประกอบโพแทสเซียมเป็นที่รู้จักกันมาตั้งแต่สมัยโบราณ โปแตช - โพแทสเซียมคาร์บอเนต K 2 CO 3 - ถูกแยกออกจากเถ้าไม้มานานแล้ว

โลหะโพแทสเซียมได้มาจากการอิเล็กโทรไลซิสของโพแทชที่หลอมเหลว (KOH) ในปี พ.ศ. 2350 โดยนักเคมีและนักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ Humphry Davy ชื่อ "โพแทสเซียม" ที่เดวี่เลือก สะท้อนถึงที่มาของธาตุนี้จากโพแทช ชื่อธาตุในภาษาละตินมาจากชื่อภาษาอาหรับสำหรับโพแทช - "al-kali" คำว่า "โพแทสเซียม" ถูกนำมาใช้ในการตั้งชื่อทางเคมีของรัสเซียในปี พ.ศ. 2374 โดยนักวิชาการชาวเซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก แฮร์มันน์ เฮสส์ (พ.ศ. 2345-2393)

การแพร่กระจายของโพแทสเซียมในธรรมชาติและการสกัดทางอุตสาหกรรม

การสะสมเกลือโพแทสเซียมจำนวนมากในรูปแบบที่ค่อนข้างบริสุทธิ์เกิดขึ้นจากการระเหยของทะเลโบราณ แร่ธาตุโพแทสเซียมที่สำคัญที่สุดสำหรับอุตสาหกรรมเคมี ได้แก่ ซิลวิน (KCl) และซิลวิไนต์ (เกลือผสมระหว่าง NaCl และ KCl) โพแทสเซียมยังพบในรูปของดับเบิ้ลคลอไรด์ KCl MgCl 2 6H 2 O (คาร์นัลไลต์) และซัลเฟต K 2 Mg 2 (SO 4) 3 (แลงเบไนต์) เกลือโพแทสเซียมจำนวนมากถูกค้นพบครั้งแรกใน Stassfurt (ประเทศเยอรมนี) ในปี พ.ศ. 2399 จากนั้นในปี พ.ศ. 2404 ถึง พ.ศ. 2515 โพแทชถูกขุดในระดับอุตสาหกรรม

น้ำทะเลมีโพแทสเซียมคลอไรด์ประมาณ 0.06% ในน่านน้ำภายในบางแห่ง เช่น ทะเลสาบเกลือหรือทะเลเดดซี ความเข้มข้นของน้ำอาจสูงถึง 1.5% ทำให้สามารถสกัดธาตุได้ในเชิงเศรษฐกิจ มีการสร้างโรงงานขนาดใหญ่ในจอร์แดน ซึ่งสามารถสกัดเกลือโพแทสเซียมหลายล้านตันจากทะเลเดดซี

แม้ว่าโซเดียมและโพแทสเซียมจะมีอยู่มากเกือบเท่าๆ กันในหิน แต่ก็มีโพแทสเซียมน้อยกว่าโซเดียมในมหาสมุทรประมาณ 30 เท่า โดยเฉพาะอย่างยิ่งเนื่องจากเกลือโพแทสเซียมที่มีไอออนบวกขนาดใหญ่จะละลายได้น้อยกว่าเกลือโซเดียม และโพแทสเซียมจับตัวกันแน่นกว่าในซิลิเกตและอะลูมิโนซิลิเกตที่ซับซ้อนในดินเนื่องจากการแลกเปลี่ยนไอออนในดินเหนียว นอกจากนี้โพแทสเซียมซึ่งถูกชะล้างออกจากหินจะถูกพืชดูดซึมไปใช้ได้มากขึ้น ประมาณว่าจากหนึ่งพันอะตอมของโพแทสเซียมที่ปล่อยออกมาระหว่างการผุกร่อนของสารเคมี มีเพียงสองอะตอมเท่านั้นที่ไปถึงแอ่งทะเล และอีก 998 อะตอมยังคงอยู่ในดิน “ดินดูดซับโพแทสเซียม และนี่คือพลังอันน่าอัศจรรย์ของมัน” นักวิชาการ Alexander Evgenievich Fersman (1883–1945) เขียน

โพแทสเซียมเป็นองค์ประกอบสำคัญของชีวิตพืช และการพัฒนาของพืชป่ามักถูกจำกัดด้วยโพแทสเซียมที่มีอยู่ เมื่อขาดโพแทสเซียมพืชจะเติบโตช้าลงใบของมันโดยเฉพาะใบแก่เปลี่ยนเป็นสีเหลืองและเปลี่ยนเป็นสีน้ำตาลที่ขอบลำต้นจะบางและเปราะบางและเมล็ดจะสูญเสียความสามารถในการงอก ผลไม้ของพืชชนิดนี้ - โดยเฉพาะอย่างยิ่งในผลไม้ - จะมีความหวานน้อยกว่าพืชที่ได้รับโพแทสเซียมในปริมาณปกติ การขาดโพแทสเซียมได้รับการชดเชยด้วยปุ๋ย

ปุ๋ยโปแตชเป็นผลิตภัณฑ์ที่มีโพแทสเซียมเป็นส่วนประกอบหลัก (95%) KCl ถูกใช้มากที่สุด คิดเป็นกว่า 90% ของโพแทสเซียมที่ใช้เป็นปุ๋ย

การผลิตปุ๋ยโปแตชทั่วโลกในปี 2546 อยู่ที่ประมาณ 27.8 ล้านตัน (ในแง่ของ K 2 O ปริมาณโพแทสเซียมในปุ๋ยโปแตชมักจะเปลี่ยนเป็น K 2 O) ในจำนวนนี้ 33% ผลิตในแคนาดา 13% ของการผลิตปุ๋ยโพแทชของโลกคิดเป็นสัดส่วนโดยสมาคมการผลิต Uralkali และ Belaruskali

การวิเคราะห์ลักษณะของสารอย่างง่ายและการผลิตโลหะโพแทสเซียมทางอุตสาหกรรม

โพแทสเซียมเป็นโลหะเนื้ออ่อนสีขาวเงินที่มีจุดหลอมเหลว 63.51°C และจุดเดือด 761°C ทำให้เปลวไฟมีสีแดงอมม่วงที่มีลักษณะเฉพาะซึ่งเกิดจากการกระตุ้นอิเล็กตรอนรอบนอกได้ง่าย

มีความว่องไวทางเคมีสูง ทำปฏิกิริยากับออกซิเจนได้ง่าย และติดไฟเมื่อได้รับความร้อนในอากาศ ผลิตภัณฑ์หลักของปฏิกิริยานี้คือโพแทสเซียมซูเปอร์ออกไซด์ KO 2 .

ด้วยน้ำและกรดเจือจาง โพแทสเซียมจะทำปฏิกิริยากับการระเบิดและการจุดไฟ กรดซัลฟิวริกถูกรีดิวซ์เป็นไฮโดรเจนซัลไฟด์ ซัลเฟอร์และซัลเฟอร์ไดออกไซด์ และกรดไนตริกเปลี่ยนเป็นไนโตรเจนออกไซด์และ N 2

เมื่อได้รับความร้อนถึง 200–350°C โพแทสเซียมจะทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจนเพื่อสร้าง KH ไฮไดรด์ โลหะโพแทสเซียมติดไฟในบรรยากาศของฟลูออรีน ทำปฏิกิริยากับคลอรีนเหลวอย่างอ่อน แต่จะระเบิดเมื่อสัมผัสกับโบรมีนและถูกับไอโอดีน โพแทสเซียมทำปฏิกิริยากับแชลโคเจนและฟอสฟอรัส ด้วยกราไฟต์ที่อุณหภูมิ 250–500°C จะทำให้เกิดสารประกอบเป็นชั้นที่มีองค์ประกอบ C 8 K–C 60 K

โพแทสเซียมจะละลายในแอมโมเนียเหลว (35.9 กรัมใน 100 มล. ที่อุณหภูมิ -70°C) เพื่อสร้างสารละลายที่แพร่กระจายได้สีน้ำเงินสดใสซึ่งมีคุณสมบัติผิดปกติ เห็นได้ชัดว่าปรากฏการณ์นี้ถูกสังเกตเป็นครั้งแรกโดย Sir Humphrey Davy ในปี 1808 สารละลายโพแทสเซียมในแอมโมเนียเหลวได้รับการศึกษาอย่างกว้างขวางตั้งแต่ T. Weil ได้รับในปี 1863

โพแทสเซียมไม่ละลายในลิเธียมเหลว แมกนีเซียม แคดเมียม สังกะสี อะลูมิเนียม และแกลเลียม และไม่ทำปฏิกิริยากับพวกมัน ด้วยโซเดียม จะทำให้เกิดสารประกอบระหว่างโลหะ KNa 2 ซึ่งละลายด้วยการสลายตัวที่อุณหภูมิ 7 องศาเซลเซียส ด้วยรูบิเดียมและซีเซียม โพแทสเซียมจะให้สารละลายของแข็งที่มีจุดหลอมเหลวต่ำสุดที่ประมาณ 35 องศาเซลเซียส ด้วยปรอท จะทำให้เกิดอะมัลกัมที่มีเมอร์คิวไรด์สองชนิด KHg 2 และ KHg ที่มีจุดหลอมเหลว 270 และ 180°C ตามลำดับ

โพแทสเซียมทำปฏิกิริยาอย่างรุนแรงกับออกไซด์จำนวนมาก ทำให้พวกมันกลายเป็นสารง่ายๆ ด้วยแอลกอฮอล์จะทำให้เกิดแอลกอฮอล์

ซึ่งแตกต่างจากโซเดียม โพแทสเซียมไม่สามารถรับได้โดยการอิเล็กโทรไลซิสของคลอไรด์ที่ละลาย เนื่องจากโพแทสเซียมละลายได้ดีในคลอไรด์ที่หลอมเหลวและไม่ลอยขึ้นสู่ผิวน้ำ ความยากลำบากเพิ่มเติมถูกสร้างขึ้นโดยการก่อตัวของซูเปอร์ออกไซด์ซึ่งทำปฏิกิริยากับโพแทสเซียมโลหะด้วยการระเบิด ดังนั้นวิธีการผลิตโพแทสเซียมโลหะทางอุตสาหกรรมจึงประกอบด้วยการลดลงของโพแทสเซียมคลอไรด์ที่หลอมละลายด้วยโซเดียมโลหะที่ 850 ° C

การลดลงของโพแทสเซียมคลอไรด์ด้วยโซเดียมในแวบแรกขัดแย้งกับลำดับการเกิดปฏิกิริยาตามปกติ (โพแทสเซียมมีปฏิกิริยามากกว่าโซเดียม) อย่างไรก็ตามที่อุณหภูมิ 850–880 ° C จะมีการสร้างสมดุล:

นา(ก) + K + (ก) นา + (ก) + K(ก)

เนื่องจากโพแทสเซียมมีความผันผวนมากกว่า จึงระเหยเร็วกว่า ซึ่งเปลี่ยนสมดุลและส่งเสริมปฏิกิริยา โพแทสเซียมสามารถหาได้จากการกลั่นแบบเศษส่วนในคอลัมน์ที่บรรจุด้วยความบริสุทธิ์ 99.5% แต่โดยปกติแล้วจะใช้ส่วนผสมของโพแทสเซียมและโซเดียมในการขนส่ง โลหะผสมที่มีโซเดียม 15–55% เป็นของเหลว (ที่อุณหภูมิห้อง) ดังนั้นจึงง่ายต่อการขนส่ง

บางครั้งโพแทสเซียมจะลดลงจากคลอไรด์โดยองค์ประกอบอื่น ๆ ที่ก่อตัวเป็นออกไซด์ที่เสถียร:

6KCl + 2Al + 4CaO = 3CaCl 2 + CaO Al 2 O 3 + 6K

โลหะโพแทสเซียมซึ่งผลิตได้ยากและมีราคาแพงกว่าโซเดียม ผลิตในปริมาณที่น้อยกว่ามาก (การผลิตทั่วโลกประมาณ 500 ตันต่อปี) การใช้งานที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งคือการผลิตซูเปอร์ออกไซด์ KO 2 โดยการเผาไหม้โลหะโดยตรง

โลหะโพแทสเซียมใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในการผลิตยางสังเคราะห์บางประเภท รวมถึงในห้องปฏิบัติการ โลหะผสมของโพแทสเซียมและโซเดียมทำหน้าที่เป็นสารหล่อเย็นในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ นอกจากนี้ยังเป็นตัวรีดิวซ์ในการผลิตไททาเนียม

โพแทสเซียมทำให้ผิวหนังไหม้อย่างรุนแรง หากแม้แต่เศษเล็กเศษน้อยเข้าตาก็อาจทำให้สูญเสียการมองเห็นได้ โพแทชจุดไฟถูกเทด้วยน้ำมันแร่หรือปกคลุมด้วยส่วนผสมของแป้งและโซเดียมคลอไรด์

โพแทสเซียมถูกเก็บไว้ในกล่องที่ปิดสนิทภายใต้ชั้นของน้ำมันก๊าดแห้งหรือน้ำมันแร่ ของเสียโพแทสเซียมจะถูกกำจัดโดยการบำบัดด้วยเอธานอลแห้งหรือโพรพานอล ตามด้วยการสลายแอลกอฮอล์ที่เป็นผลลัพธ์ด้วยน้ำ

สารประกอบโพแทสเซียม

โพแทสเซียมสร้างสารประกอบไบนารีและเกลือจำนวนมาก เกลือโพแทสเซียมเกือบทั้งหมดละลายน้ำได้สูง ข้อยกเว้นคือ:

KHC 4 H 4 O 6 - โพแทสเซียมไฮโดรเจนทาร์เทรต

KClO 4 - โพแทสเซียมเปอร์คลอเรต

K 2 Na 6H 2 O - โซเดียมไดโปแตสเซียมเฮกซะไนโตรโคบอลเตต (III) ไฮเดรต

K 2 - โพแทสเซียมเฮกซะคลอโรพลาทิเนต (IV)

โพแทสเซียมออกไซด์ K 2 O ก่อตัวเป็นผลึกสีเหลือง ได้มาจากการให้ความร้อนกับโพแทสเซียมด้วยไฮดรอกไซด์ เปอร์ออกไซด์ ไนเตรต หรือโพแทสเซียมไนไตรต์:

2KNO 2 + 6K = 4K 2 O + N 2

นอกจากนี้ยังใช้การให้ความร้อนของส่วนผสมของโพแทสเซียมเอไซด์ KN 3 และโพแทสเซียมไนไตรต์หรือออกซิเดชันของโพแทสเซียมที่ละลายในแอมโมเนียเหลวด้วยปริมาณออกซิเจนที่คำนวณได้

โพแทสเซียมออกไซด์เป็นตัวกระตุ้นฟองน้ำเหล็ก ซึ่งใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในการสังเคราะห์แอมโมเนีย

โพแทสเซียมเปอร์ออกไซด์เป็นการยากที่จะได้รับ K 2 O 2 จากสารธรรมดา เนื่องจากออกซิไดซ์เป็นซูเปอร์ออกไซด์ KO 2 ได้ง่าย ดังนั้นจึงใช้ปฏิกิริยาออกซิเดชันของโลหะกับ NO อย่างไรก็ตาม วิธีที่ดีที่สุดในการเตรียมคือการออกซิเดชันเชิงปริมาณของโลหะที่ละลายในแอมโมเนียเหลว

โพแทสเซียมเปอร์ออกไซด์ถือได้ว่าเป็นเกลือของกรดไดเบสิก H 2 O 2 . ดังนั้นเมื่อทำปฏิกิริยากับกรดหรือน้ำในความเย็น ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์จึงก่อตัวขึ้นในเชิงปริมาณ

โพแทสเซียมซูเปอร์ออกไซด์ KO 2 (สีส้ม) เกิดขึ้นระหว่างการเผาไหม้ตามปกติของโลหะในอากาศ สารนี้ใช้เป็นแหล่งออกซิเจนสำรองในหน้ากากหายใจในเหมือง เรือดำน้ำ และยานอวกาศ

ด้วยการสลายตัวด้วยความร้อนอย่างระมัดระวังของ KO 2 จะเกิด sesquioxide “K 2 O 3 ” ในรูปของผงพาราแมกเนติกสีเข้ม นอกจากนี้ ยังได้จากปฏิกิริยาออกซิเดชันของโลหะที่ละลายในแอมโมเนียเหลวหรือโดยการควบคุมออกซิเดชันของเปอร์ออกไซด์ สันนิษฐานว่าเป็นไดนาเปอร์ออกไซด์-เปอร์ออกไซด์ [(K +) 4 (O 2 2–)(O 2 –) 2]

โพแทสเซียมโอโซนสามารถรับ KO 3 ได้จากการกระทำของโอโซนบนผงโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ปราศจากน้ำที่อุณหภูมิต่ำ ตามด้วยการสกัดผลิตภัณฑ์ (สีแดง) ด้วยแอมโมเนียเหลว ใช้เป็นส่วนประกอบขององค์ประกอบสำหรับการฟื้นฟูอากาศในระบบปิด

โพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ KOH เป็นเบสแก่และเป็นด่าง ชื่อดั้งเดิมคือ "โพแทชกัดกร่อน" สะท้อนถึงฤทธิ์กัดกร่อนของสารนี้ต่อเนื้อเยื่อที่มีชีวิต

ในอุตสาหกรรม โพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ได้มาจากการอิเล็กโทรไลซิสของสารละลายโพแทสเซียมคลอไรด์หรือคาร์บอเนตที่เป็นน้ำด้วยแคโทดเหล็กหรือปรอท (การผลิตทั่วโลกประมาณ 0.7 ล้านตันต่อปี) โพแทสเซียมไฮดรอกไซด์สามารถแยกได้จากตัวกรองหลังจากแยกตะกอนที่เกิดจากปฏิสัมพันธ์ของโพแทสเซียมคาร์บอเนตกับแคลเซียมไฮดรอกไซด์หรือโพแทสเซียมซัลเฟตกับแบเรียมไฮดรอกไซด์

โพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ใช้ในการผลิตสบู่เหลวและสารประกอบโพแทสเซียมต่างๆ นอกจากนี้ยังทำหน้าที่เป็นอิเล็กโทรไลต์ในแบตเตอรี่อัลคาไลน์

โพแทสเซียมฟลูออไรด์ KF สร้างแร่ carobbiite ที่หายาก โพแทสเซียมฟลูออไรด์ได้มาจากปฏิกิริยาของสารละลายที่เป็นน้ำของไฮโดรเจนฟลูออไรด์หรือแอมโมเนียมฟลูออไรด์กับโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์หรือเกลือของมัน

โพแทสเซียมฟลูออไรด์ใช้สำหรับการสังเคราะห์สารประกอบโพแทสเซียมที่มีฟลูออรีนหลายชนิด เป็นสารฟลูออรีนในการสังเคราะห์สารอินทรีย์ และยังเป็นส่วนประกอบของผงสำหรับอุดรูที่ทนกรดและแก้วพิเศษ

โพแทสเซียมคลอไรด์ KCl พบได้ในธรรมชาติ วัตถุดิบสำหรับการแยกคือ ซิลวิน ซิลวิไนต์ คาร์นัลไลต์

โพแทสเซียมคลอไรด์ได้มาจากซิลวิไนต์โดยวิธี galurgy และ flotation Galurgy (แปลจากภาษากรีก - "ธุรกิจเกลือ") รวมถึงการศึกษาองค์ประกอบและคุณสมบัติของวัตถุดิบเกลือธรรมชาติและการพัฒนาวิธีการผลิตเกลือแร่ในเชิงอุตสาหกรรม วิธีการแยกสารแบบฮาโลจิคัลขึ้นอยู่กับความสามารถในการละลายที่แตกต่างกันของ KCl และ NaCl ในน้ำที่อุณหภูมิสูง ที่อุณหภูมิปกติ ความสามารถในการละลายของโพแทสเซียมและโซเดียมคลอไรด์เกือบจะเท่ากัน เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นความสามารถในการละลายของโซเดียมคลอไรด์แทบไม่เปลี่ยนแปลงและความสามารถในการละลายของโพแทสเซียมคลอไรด์จะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ในความเย็นจะมีการเตรียมสารละลายอิ่มตัวของเกลือทั้งสองชนิดจากนั้นจึงให้ความร้อนและรับการบำบัดด้วยซิลวิไนต์ ในกรณีนี้สารละลายจะอิ่มตัวด้วยโพแทสเซียมคลอไรด์เพิ่มเติมและโซเดียมคลอไรด์ส่วนหนึ่งจะถูกแทนที่จากสารละลาย ตกตะกอนและแยกออกโดยการกรอง สารละลายจะเย็นลงและโพแทสเซียมคลอไรด์ส่วนเกินจะตกผลึกออกมา คริสตัลจะถูกแยกออกในเครื่องหมุนเหวี่ยงและทำให้แห้ง และเหล้าแม่จะถูกนำมาใช้เพื่อแปรรูปส่วนใหม่ของซิลวิไนต์ สำหรับการแยกโพแทสเซียมคลอไรด์ วิธีนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายมากกว่าวิธีการลอยน้ำ ซึ่งขึ้นอยู่กับความสามารถในการเปียกของสารที่แตกต่างกัน

โพแทสเซียมคลอไรด์เป็นปุ๋ยโปแตชที่พบมากที่สุด นอกเหนือจากการใช้เป็นปุ๋ยแล้ว ส่วนใหญ่จะใช้ในการผลิตโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์โดยอิเล็กโทรไลซิส นอกจากนี้ยังได้รับสารประกอบโพแทสเซียมอื่น ๆ

โพแทสเซียมโบรไมด์ KBr ได้มาจากการทำปฏิกิริยาโบรมีนกับโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ต่อหน้าแอมโมเนีย เช่นเดียวกับการทำปฏิกิริยาโบรมีนหรือโบรไมด์กับเกลือโพแทสเซียม

โพแทสเซียมโบรไมด์ใช้กันอย่างแพร่หลายในการถ่ายภาพ มักเป็นแหล่งของโบรมีนในการสังเคราะห์สารอินทรีย์ ก่อนหน้านี้โพแทสเซียมโบรไมด์ถูกใช้เป็นยาระงับประสาท ("โบรมีน") ผลึกเดี่ยวโพแทสเซียมโบรไมด์ใช้ในการผลิตปริซึมสำหรับ IR สเปกโตรมิเตอร์ และยังเป็นเมทริกซ์เมื่อรับ IR สเปกตรัมของของแข็ง

โพแทสเซียมไอโอไดด์ KI ก่อตัวเป็นผลึกไม่มีสี ซึ่งกลายเป็นสีเหลืองในแสงเนื่องจากปฏิกิริยาออกซิเดชันกับออกซิเจนในบรรยากาศและการปล่อยไอโอดีน ดังนั้นโพแทสเซียมไอโอไดด์จึงถูกเก็บไว้ในขวดแก้วสีเข้ม

โพแทสเซียมไอโอไดด์ได้มาจากปฏิกิริยาของไอโอดีนกับโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ในที่ที่มีกรดฟอร์มิกหรือไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ รวมทั้งปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนไอโอไดด์กับเกลือโพแทสเซียม มันถูกออกซิไดซ์ด้วยกรดไนตริกเป็นโพแทสเซียมไอโอเดต KIO 3 . โพแทสเซียมไอโอไดด์ทำปฏิกิริยากับไอโอดีนเพื่อสร้างสารเชิงซ้อน K ที่ละลายน้ำได้ และด้วยคลอรีนและโบรมีนจะให้ K และ K ตามลำดับ

โพแทสเซียมไอโอไดด์ใช้เป็นยาในยาและสัตวแพทยศาสตร์ เป็นรีเอเจนต์ในไอโอโดเมตริก โพแทสเซียมไอโอไดด์เป็นสารป้องกันการเกิดฝ้าในการถ่ายภาพ เป็นส่วนประกอบของอิเล็กโทรไลต์ในตัวแปลงเคมีไฟฟ้า สารเติมแต่งเพื่อเพิ่มความสามารถในการละลายของไอโอดีนในน้ำและตัวทำละลายที่มีขั้ว เป็นปุ๋ยจุลภาค

โพแทสเซียมซัลไฟด์ K 2 S ละลายน้ำได้สูง ในระหว่างการไฮโดรไลซิส จะสร้างสภาพแวดล้อมที่เป็นด่างในสารละลาย:

K 2 S = 2K + + S 2– ; S 2– + H 2 O HS – + OH –

โพแทสเซียมซัลไฟด์สามารถออกซิไดซ์ได้ง่ายในอากาศและเผาไหม้เมื่อติดไฟ มันได้มาจากการทำงานร่วมกันของโพแทสเซียมหรือโพแทสเซียมคาร์บอเนตกับกำมะถันโดยไม่ต้องเข้าถึงอากาศรวมถึงการลดลงของโพแทสเซียมซัลเฟตด้วยคาร์บอน

โพแทสเซียมซัลไฟด์เป็นส่วนประกอบของอิมัลชันที่ไวแสงในการถ่ายภาพ ใช้เป็นรีเอเจนต์วิเคราะห์เพื่อแยกโลหะซัลไฟด์และเป็นส่วนประกอบของสูตรการบำบัดหนังสัตว์

เมื่อสารละลายที่เป็นน้ำอิ่มตัวด้วยไฮโดรเจนซัลไฟด์ จะเกิดโพแทสเซียมไฮโดรซัลไฟด์ KHS ซึ่งสามารถแยกได้เป็นผลึกไม่มีสี ใช้ในเคมีวิเคราะห์เพื่อแยกโลหะหนัก

โดยการให้ความร้อนโพแทสเซียมซัลไฟด์กับกำมะถัน จะได้โพแทสเซียมซัลไฟด์สีเหลืองหรือสีแดง KS น (น= 2–6). สารละลายที่เป็นน้ำของโพแทสเซียมโพลีซัลไฟด์สามารถหาได้โดยการต้มสารละลายโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์หรือโพแทสเซียมซัลไฟด์ด้วยกำมะถัน เมื่อโพแทสเซียมคาร์บอเนตเผาด้วยกำมะถันส่วนเกินในอากาศ จะเกิดตับกำมะถันที่เรียกว่า - ส่วนผสมของ KS นและ K 2 S 2 O 3 .

โพลีซัลไฟด์ใช้สำหรับซัลไฟด์เหล็กและเหล็กหล่อ ตับกำมะถันใช้เป็นยารักษาโรคผิวหนังและเป็นยาฆ่าแมลง

โพแทสเซียมซัลเฟต K 2 SO 4 เกิดขึ้นตามธรรมชาติในแหล่งสะสมของเกลือโพแทสเซียมและในน้ำของทะเลสาบน้ำเค็ม ได้จากปฏิกิริยาแลกเปลี่ยนระหว่างโพแทสเซียมคลอไรด์กับกรดซัลฟิวริกหรือซัลเฟตของธาตุอื่นๆ

โพแทสเซียมซัลเฟตใช้เป็นปุ๋ย สารนี้มีราคาแพงกว่าโพแทสเซียมคลอไรด์ แต่ไม่อุ้มน้ำและไม่จับตัวเป็นก้อน ซึ่งแตกต่างจากโพแทสเซียมคลอไรด์ โพแทสเซียมซัลเฟตสามารถใช้ได้กับดินทุกชนิด รวมทั้งน้ำเกลือ

สารส้มและสารประกอบโพแทสเซียมอื่น ๆ ได้มาจากโพแทสเซียมซัลเฟต เป็นส่วนหนึ่งของค่าใช้จ่ายในการผลิตแก้ว

โพแทสเซียมไนเตรต KNO 3 เป็นตัวออกซิไดซ์ที่แรง มักเรียกว่าโพแทสเซียมไนเตรต โดยธรรมชาติแล้วจะเกิดขึ้นระหว่างการสลายตัวของสารอินทรีย์อันเป็นผลมาจากกิจกรรมที่สำคัญของแบคทีเรียไนตริไฟอิง

โพแทสเซียมไนเตรตได้มาจากปฏิกิริยาแลกเปลี่ยนระหว่างโพแทสเซียมคลอไรด์และโซเดียมไนเตรต รวมทั้งจากการกระทำของกรดไนตริกหรือก๊าซไนตรัสบนโพแทสเซียมคาร์บอเนตหรือคลอไรด์

โพแทสเซียมไนเตรตเป็นปุ๋ยที่ดีเยี่ยมที่มีทั้งโพแทสเซียมและไนโตรเจน แต่ใช้น้อยกว่าโพแทสเซียมคลอไรด์เนื่องจากต้นทุนการผลิตสูง โพแทสเซียมไนเตรตยังใช้สำหรับการผลิตผงสีดำและส่วนประกอบของพลุไฟ ในการผลิตไม้ขีดไฟและแก้ว นอกจากนี้ยังใช้ในการถนอมผลิตภัณฑ์จากเนื้อสัตว์

โพแทสเซียมคาร์บอเนต K 2 CO 3 เรียกอีกอย่างว่าโพแทช ได้มาจากการกระทำของคาร์บอนไดออกไซด์ในสารละลายของโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์หรือสารแขวนลอยของแมกนีเซียมคาร์บอเนตเมื่อมีโพแทสเซียมคลอไรด์ เป็นผลพลอยได้ในการแปรรูปเนฟิลีนให้เป็นอะลูมินา

พบโพแทสเซียมคาร์บอเนตจำนวนมากในเถ้าพืช โพแทสเซียมส่วนใหญ่อยู่ในเถ้าดอกทานตะวัน - 36.3% ในขี้เถ้าของฟืนโพแทสเซียมออกไซด์มีน้อยกว่ามาก - จาก 3.2% (ฟืนโก้) ถึง 13.8% (ฟืนเบิร์ช) มีโพแทสเซียมน้อยกว่าในเถ้าพรุ

โพแทสเซียมคาร์บอเนตส่วนใหญ่ใช้ในการผลิตแก้วคุณภาพสูงที่ใช้ในเลนส์สายตา หลอดโทรทัศน์สี และหลอดฟลูออเรสเซนต์ นอกจากนี้ยังใช้ในการผลิตพอร์ซเลน สีย้อม และเม็ดสี

ด่างทับทิม KMnO 4 ก่อตัวเป็นผลึกสีม่วงเข้ม สารละลายของสารนี้มีสีแดงม่วง โพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนตได้จากการออกซิเดชันขั้วบวกของแมงกานีสหรือเฟอร์โรแมงกานีสในตัวกลางที่เป็นด่างอย่างแรง

โพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนตเป็นสารออกซิไดซ์ที่แรง ใช้เป็นสารฟอกขาว สารฟอกขาว และสารทำความสะอาด นอกจากนี้ยังใช้ในการสังเคราะห์สารอินทรีย์ เช่น ในการผลิตขัณฑสกร

โพแทสเซียมไฮไดรด์ KH เป็นของแข็งสีขาวที่สลายตัวเป็นสารธรรมดาเมื่อได้รับความร้อน โพแทสเซียมไฮไดรด์เป็นตัวรีดิวซ์ที่แรงที่สุด ติดไฟในอากาศชื้นและในสภาพแวดล้อมที่มีฟลูออรีนหรือคลอรีน โพแทสเซียมไฮไดรด์สามารถออกซิไดซ์ได้แม้กับตัวออกซิไดซ์ที่อ่อนแอ เช่น น้ำและคาร์บอนไดออกไซด์:

KH + H 2 O \u003d KOH + H 2

KH + CO 2 \u003d K (HCOO) (รูปแบบโพแทสเซียม)

โพแทสเซียมไฮไดรด์ยังทำปฏิกิริยากับกรดและแอลกอฮอล์และอาจติดไฟได้ ช่วยลดไฮโดรเจนซัลไฟด์ ไฮโดรเจนคลอไรด์ และสารอื่นๆ ที่มีไฮโดรเจน (I):

2KH + H 2 S = K 2 S + 2H 2

KH + HCl \u003d KCl + H 2

โพแทสเซียมไฮไดรด์ใช้เป็นตัวรีดิวซ์ในการสังเคราะห์สารอนินทรีย์และสารอินทรีย์

โพแทสเซียมไซยาไนด์ KCN หรือที่เรียกว่าโพแทสเซียมไซยาไนด์ ก่อตัวเป็นผลึกไม่มีสีที่ละลายได้สูงในน้ำและตัวทำละลายที่ไม่ใช่น้ำบางชนิด ในสารละลายที่เป็นน้ำ จะค่อยๆ ไฮโดรไลซ์ด้วยการปล่อยไฮโดรเจนไซยาไนด์ HCN และเมื่อสารละลายในน้ำถูกต้ม จะสลายตัวเป็นรูปแบบโพแทสเซียมและแอมโมเนีย

เมื่อมีโพแทสเซียมไซยาไนด์ ปฏิกิริยาที่ไม่ธรรมดาสามารถเกิดขึ้นได้ ตัวอย่างเช่น ทองแดงทำปฏิกิริยากับน้ำ ปล่อยไฮโดรเจนออกมาและสร้างโพแทสเซียมไดไซยาโนคูเตรต (I):

ภายใต้เงื่อนไขที่คล้ายคลึงกัน การโต้ตอบจะเกิดขึ้นในกรณีของทองคำ จริงอยู่ โลหะที่ว่องไวน้อยกว่านี้ไม่สามารถถูกออกซิไดซ์ด้วยน้ำได้ อย่างไรก็ตาม เมื่อมีออกซิเจน มันจะผ่านเข้าสู่สารละลายในรูปของไซยาโนคอมเพล็กซ์ - โพแทสเซียม ไดไซยาโนออเรต(I):

4Au + 8KCN + 2H 2 O + O 2 \u003d 4K + 4NaOH

โพแทสเซียมไซยาไนด์เตรียมโดยทำปฏิกิริยาไฮโดรเจนไซยาไนด์กับโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ส่วนเกิน เป็นรีเอเจนต์สำหรับการสกัดเงินและทองจากแร่คุณภาพต่ำ ซึ่งเป็นส่วนประกอบของอิเล็กโทรไลต์สำหรับการทำให้แพลทินัมบริสุทธิ์จากเงิน และสำหรับการชุบทองและเงินด้วยไฟฟ้า โพแทสเซียมไซยาไนด์ถูกใช้เป็นรีเอเจนต์ในการวิเคราะห์ทางเคมีเพื่อหาแร่เงิน นิกเกิล และปรอท

โพแทสเซียมไซยาไนด์มีความเป็นพิษสูง ปริมาณที่ร้ายแรงสำหรับมนุษย์คือ 120 มก.

สารประกอบเชิงซ้อน. โพแทสเซียมก่อตัวเป็นสารประกอบเชิงซ้อนที่เสถียรที่สุดด้วยโพลีเดนเทตลิแกนด์ (โมเลกุลหรือไอออนที่สามารถรวมตัวกับอะตอมได้ด้วยพันธะหลายพันธะ) ตัวอย่างเช่น กับโพลิเอสเตอร์มาโครไซคลิก (คราวน์อีเทอร์)

Crown ethers (จากมงกุฎภาษาอังกฤษ - crown) มีอะตอมมากกว่า 11 อะตอมในวัฏจักรซึ่งอย่างน้อยสี่อะตอมเป็นอะตอมของออกซิเจน ในชื่อเรียกสั้นๆ ของคราวน์อีเทอร์ จำนวนอะตอมทั้งหมดในวัฏจักรและจำนวนอะตอมของออกซิเจนจะแสดงด้วยตัวเลข ซึ่งวางไว้ข้างหน้าและหลังคำว่า "คราวน์" ตามลำดับ ชื่อดังกล่าวสั้นกว่าชื่อที่เป็นระบบมาก ตัวอย่างเช่น 12-crown-4 (รูปที่ 1) เรียกว่า 1,4,7,10,13-tetraoxocyclododecane ตามศัพท์สากล

ข้าว. หนึ่ง. สูตรกราฟิกสารประกอบ 12-มงกุฎ-4.

มงกุฎอีเทอร์ก่อตัวเป็นสารประกอบเชิงซ้อนที่เสถียรด้วยไอออนบวกของโลหะ ในกรณีนี้ ไอออนบวกจะรวมอยู่ในช่องภายในโมเลกุลของมงกุฎอีเทอร์ และถูกเก็บไว้ที่นั่นเนื่องจากปฏิกิริยาระหว่างไอออน-ไดโพลกับอะตอมออกซิเจน คอมเพล็กซ์ที่เสถียรที่สุดคือคอมเพล็กซ์ที่มีไอออนบวกซึ่งพารามิเตอร์ทางเรขาคณิตสอดคล้องกับโพรงอีเทอร์มงกุฎ สารประกอบเชิงซ้อนที่เสถียรที่สุดที่มีโพแทสเซียมไอออนบวกจะสร้างมงกุฎอีเทอร์ที่มีอะตอมออกซิเจน 6 อะตอม เช่น 18-คราวน์-6 (รูปที่ 2)

ข้าว. 2. สูตรกราฟิกโพแทสเซียมคอมเพล็กซ์ 18-มงกุฎ-6 .

บทบาททางชีวภาพของโพแทสเซียม(และโซเดียม). โพแทสเซียมร่วมกับโซเดียมควบคุมกระบวนการเผาผลาญอาหารในสิ่งมีชีวิต ในร่างกายมนุษย์ เซลล์มีโพแทสเซียมไอออนจำนวนมาก (0.12–0.16 โมล/ลิตร) แต่มีโซเดียมไอออนค่อนข้างน้อย (0.01 โมล/ลิตร) เนื้อหาของโซเดียมไอออนจะสูงกว่ามากในของเหลวนอกเซลล์ (ประมาณ 0.12 โมล / ลิตร) ดังนั้นโพแทสเซียมไอออนจะควบคุมกิจกรรมภายในเซลล์ และโซเดียมไอออนจะควบคุมกิจกรรมระหว่างเซลล์ ไอออนเหล่านี้ไม่สามารถแทนที่กันได้

การมีอยู่ของการไล่ระดับสีโซเดียม-โพแทสเซียมจากด้านในและด้านนอกของเยื่อหุ้มเซลล์ทำให้เกิดความต่างศักย์ที่ด้านตรงข้ามของเยื่อหุ้มเซลล์ เส้นใยประสาทสามารถส่งแรงกระตุ้นได้ และกล้ามเนื้อสามารถหดตัวได้อย่างแม่นยำเนื่องจากมีประจุลบอยู่ภายในซึ่งสัมพันธ์กับพื้นผิวด้านนอกของเยื่อหุ้มเซลล์ ดังนั้น ในร่างกาย ไอออนของโซเดียมและโพแทสเซียมจึงใช้การควบคุมทางสรีรวิทยาและทริกเกอร์ มีส่วนช่วยในการส่งกระแสประสาท จิตใจของมนุษย์ขึ้นอยู่กับความสมดุลของไอออนโซเดียมและโพแทสเซียมในร่างกาย ความเข้มข้นของไอออนโซเดียมและโพแทสเซียมที่สะสมและขับออกทางไตนั้นควบคุมโดยฮอร์โมนบางชนิด ดังนั้นมิเนอรัลโลคอร์ติคอยด์จึงช่วยเพิ่มการปลดปล่อยโพแทสเซียมไอออนและการปลดปล่อยโซเดียมไอออนที่ลดลง

ไอออนโพแทสเซียมเป็นส่วนหนึ่งของเอนไซม์ที่กระตุ้นการถ่ายโอน (ขนส่ง) ไอออนผ่านไบโอเมมเบรน รีดอกซ์ และกระบวนการไฮโดรไลติก พวกเขายังทำหน้าที่รักษาโครงสร้างของผนังเซลล์และควบคุมสภาพของมัน โซเดียมไอออนกระตุ้นเอนไซม์หลายตัวที่โพแทสเซียมไม่สามารถกระตุ้นได้ เช่นเดียวกับโซเดียมไอออนไม่สามารถออกฤทธิ์กับเอนไซม์ที่ขึ้นกับโพแทสเซียม เมื่อไอออนเหล่านี้เข้าสู่เซลล์ พวกมันจะถูกจับกับลิแกนด์ที่เหมาะสมตามกิจกรรมทางเคมีของพวกมัน บทบาทของลิแกนด์ดังกล่าวเล่นโดยสารประกอบมาโครไซคลิกซึ่งเป็นแบบจำลองอะนาล็อกซึ่งเป็นมงกุฎอีเทอร์ ยาปฏิชีวนะบางชนิด (เช่น วาลิโนมัยซิน) ขนส่งโพแทสเซียมไอออนไปยังไมโทคอนเดรีย

เป็นที่ทราบกันดีว่าสำหรับการทำงานของ (Na + –K +)-ATPase (adenosine triphosphatase) จำเป็นต้องมีเอนไซม์เมมเบรนที่เร่งปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสของ ATP โซเดียมและโพแทสเซียมไอออนพร้อมกัน การขนส่ง ATPase จับและปล่อยไอออนของโซเดียมและโพแทสเซียมในบางช่วงของปฏิกิริยาของเอนไซม์ เนื่องจากความสัมพันธ์ของตำแหน่งที่ใช้งานของเอนไซม์สำหรับโซเดียมและโพแทสเซียมไอออนจะเปลี่ยนไปเมื่อปฏิกิริยาดำเนินไป ในเวลาเดียวกัน การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของเอนไซม์นำไปสู่ความจริงที่ว่าโซเดียมและโพแทสเซียมไอออนบวกได้รับการยอมรับที่ด้านหนึ่งของเยื่อหุ้มเซลล์ และถูกปล่อยออกมาที่อีกด้านหนึ่ง ดังนั้น พร้อมกันกับการไฮโดรไลซิสของ ATP จึงมีการเคลื่อนที่แบบเลือกของไอออนบวกของธาตุอัลคาไลน์ (การทำงานของปั๊ม Na–K ที่เรียกว่า)

ความต้องการโพแทสเซียมต่อวันในเด็กคือ 12-13 มก. ต่อน้ำหนัก 1 กก. และในผู้ใหญ่ - 2-3 มก. เช่น น้อยลง 4-6 เท่า คนได้รับโพแทสเซียมส่วนใหญ่ที่เขาต้องการจากอาหารที่มาจากพืช

เอเลน่า ซาวินกินา

บทความนี้จะอธิบายลักษณะของโพแทสเซียมจากมุมมองของฟิสิกส์และเคมี ศาสตร์แรกเหล่านี้ศึกษาคุณสมบัติเชิงกลและคุณสมบัติภายนอกของสาร และประการที่สอง - การมีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน - คือเคมี โพแทสเซียมเป็นองค์ประกอบที่สิบเก้าในตารางธาตุ มันเป็นของบทความนี้จะพิจารณาสูตรอิเล็กทรอนิกส์ของโพแทสเซียมและพฤติกรรมของมันกับสารอื่น ๆ เป็นต้น นี่เป็นหนึ่งในโลหะที่มีการใช้งานมากที่สุด วิทยาศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับการศึกษาองค์ประกอบนี้และองค์ประกอบอื่น ๆ คือเคมี ชั้นประถมศึกษาปีที่ 8 จัดให้มีการศึกษาคุณสมบัติของพวกเขา ดังนั้นบทความนี้จะเป็นประโยชน์สำหรับนักเรียน มาเริ่มกันเลย

คุณสมบัติของโพแทสเซียมในแง่ของฟิสิกส์

นี่เป็นสารธรรมดาซึ่งภายใต้สภาวะปกติจะอยู่ในสถานะการรวมตัวที่มั่นคง จุดหลอมเหลวคือ 63 องศาเซลเซียส โลหะนี้เดือดเมื่ออุณหภูมิสูงถึงเจ็ดร้อยหกสิบเอ็ดองศาเซลเซียส สารที่เป็นปัญหามีสีเงินขาว มีเงาโลหะ

ความหนาแน่นของโพแทสเซียมอยู่ที่แปดสิบหกในร้อยกรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร เป็นโลหะที่เบามาก สูตรโพแทสเซียมนั้นง่ายมาก - ไม่ก่อตัวเป็นโมเลกุล สารนี้ประกอบด้วยอะตอมที่อยู่ใกล้กันและมีผลึกขัดแตะ มวลอะตอมของโพแทสเซียมคือ 39 กรัมต่อโมล ความแข็งต่ำมาก - สามารถตัดด้วยมีดได้ง่ายเช่นชีส

โพแทสเซียมและเคมี

เริ่มจากความจริงที่ว่าโพแทสเซียมเป็นองค์ประกอบทางเคมีที่มีฤทธิ์ทางเคมีสูงมาก คุณไม่สามารถแม้แต่จะเก็บไว้ในที่โล่งเพราะมันจะเริ่มทำปฏิกิริยากับสารที่อยู่รอบตัวทันที โพแทสเซียมเป็นองค์ประกอบทางเคมีที่อยู่ในหมู่ที่หนึ่งและหมู่ที่สี่ของตารางธาตุ มีคุณสมบัติทั้งหมดที่เป็นลักษณะของโลหะ

ปฏิสัมพันธ์กับสารอย่างง่าย

ซึ่งรวมถึง: ออกซิเจน ไนโตรเจน ซัลเฟอร์ ฟอสฟอรัส ฮาโลเจน (ไอโอดีน ฟลูออรีน คลอรีน โบรมีน) พิจารณาปฏิสัมพันธ์ของโพแทสเซียมกับแต่ละรายการตามลำดับ ปฏิสัมพันธ์กับออกซิเจนเรียกว่าออกซิเดชัน ในระหว่างปฏิกิริยาเคมีนี้ โพแทสเซียมและออกซิเจนจะถูกใช้ในอัตราส่วนของโมลาร์ 4 ส่วนต่อ 1 ส่วน ทำให้เกิดออกไซด์ของโลหะดังกล่าวในปริมาณ 2 ส่วน อันตรกิริยานี้สามารถแสดงได้โดยใช้สมการปฏิกิริยาต่อไปนี้: 4K + O2 = 2K2O เมื่อโพแทสเซียมถูกเผา จะสังเกตเห็นเปลวไฟสีม่วงสว่าง

ดังนั้นปฏิกิริยานี้จึงถือว่ามีคุณภาพสำหรับการวิเคราะห์โพแทสเซียม ปฏิกิริยากับฮาโลเจนได้รับการตั้งชื่อตามชื่อขององค์ประกอบทางเคมีเหล่านี้ ได้แก่ ไอโอดีน, ฟลูออริเนชัน, คลอรีน, โบรมีน ปฏิกิริยาเหล่านี้สามารถเรียกว่าปฏิกิริยาการบวก เนื่องจากอะตอมของสารสองชนิดที่ต่างกันจะรวมกันเป็นหนึ่งเดียว ตัวอย่างของกระบวนการดังกล่าวคือปฏิกิริยาระหว่างโพแทสเซียมและคลอรีน ซึ่งส่งผลให้เกิดการก่อตัวของคลอไรด์ของโลหะดังกล่าว ในการดำเนินการโต้ตอบนี้จำเป็นต้องใช้ส่วนประกอบทั้งสองนี้ - โมลสองตัวของอันแรกและอันที่สอง เป็นผลให้เกิดสารประกอบโพแทสเซียมสองโมล ปฏิกิริยานี้แสดงโดยสมการต่อไปนี้: 2K + CI2 = 2KCI ด้วยไนโตรเจน โพแทสเซียมสามารถก่อตัวเป็นสารประกอบเมื่อถูกเผาในที่โล่ง ในระหว่างปฏิกิริยานี้ โลหะที่เป็นปัญหาและไนโตรเจนจะถูกบริโภคในอัตราส่วนโมลาร์ 6 ส่วนต่อ 1 ส่วน อันเป็นผลมาจากปฏิสัมพันธ์นี้ โพแทสเซียมไนไตรด์จะเกิดขึ้นในจำนวนสองส่วน สามารถแสดงเป็นสมการต่อไปนี้: 6K + N2 = 2K3N สารประกอบนี้เป็นผลึกสีเขียวดำ ด้วยฟอสฟอรัส โลหะที่เป็นปัญหาจะทำปฏิกิริยาตามหลักการเดียวกัน ถ้าเราใช้โพแทสเซียม 3 โมลและฟอสฟอรัส 1 โมล เราจะได้ฟอสไฟด์ 1 โมล อันตรกิริยาเคมีนี้สามารถเขียนเป็นสมการปฏิกิริยาได้ดังนี้ 3K + P = K3P นอกจากนี้โพแทสเซียมยังสามารถทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจนเกิดเป็นไฮไดรด์ ตัวอย่างเช่น สามารถให้สมการต่อไปนี้: 2K + H2 \u003d 2KN ปฏิกิริยาการเติมทั้งหมดเกิดขึ้นเฉพาะเมื่อมีอุณหภูมิสูงเท่านั้น

ปฏิสัมพันธ์กับสารที่ซับซ้อน

ลักษณะของโพแทสเซียมจากมุมมองของเคมีมีไว้สำหรับการพิจารณาในหัวข้อนี้ โพแทสเซียมสามารถทำปฏิกิริยากับน้ำ กรด เกลือ ออกไซด์ โลหะที่เป็นปัญหามีปฏิกิริยาแตกต่างกัน

โพแทสเซียมและน้ำ

องค์ประกอบทางเคมีนี้ทำปฏิกิริยาอย่างรุนแรงกับมัน ในกรณีนี้จะเกิดไฮดรอกไซด์เช่นเดียวกับไฮโดรเจน ถ้าเราใช้โพแทสเซียมและน้ำ 2 โมล เราจะได้ไฮโดรเจนในปริมาณที่เท่ากันและ 1 โมล อันตรกิริยาทางเคมีนี้สามารถแสดงได้โดยใช้สมการต่อไปนี้: 2K + 2H2O = 2KOH = H2

ปฏิกิริยากับกรด

เนื่องจากโพแทสเซียมเป็นโลหะที่มีฤทธิ์ จึงสามารถแทนที่อะตอมของไฮโดรเจนจากสารประกอบของพวกมันได้อย่างง่ายดาย ตัวอย่างคือปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นระหว่างสารที่เป็นปัญหากับกรดไฮโดรคลอริก ในการดำเนินการคุณต้องใช้โพแทสเซียมสองโมลและกรดในปริมาณที่เท่ากัน เป็นผลให้เกิดโมลสองโมลและไฮโดรเจน - หนึ่งโมล กระบวนการนี้สามารถเขียนได้ดังนี้: 2K + 2HCI = 2KCI + H2

โพแทสเซียมและออกไซด์

ด้วยสารอนินทรีย์กลุ่มนี้ โลหะดังกล่าวจะทำปฏิกิริยากับความร้อนที่มีนัยสำคัญเท่านั้น หากอะตอมของโลหะที่เป็นส่วนหนึ่งของออกไซด์นั้นอยู่เฉยๆ มากกว่าที่เรากำลังพูดถึงในบทความนี้ อันที่จริงแล้วปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนจะเกิดขึ้น ตัวอย่างเช่น ถ้าเราใช้โพแทสเซียม 2 โมลและคิวรัมออกไซด์ 1 โมล ผลจากการทำงานร่วมกัน จะได้ออกไซด์ขององค์ประกอบทางเคมี 1 โมลและคิวรัมบริสุทธิ์ สามารถแสดงในรูปของสมการต่อไปนี้: 2K + CuO = K2O + Cu นี่คือที่มาของคุณสมบัติการลดโพแทสเซียมที่แข็งแกร่ง

ปฏิสัมพันธ์กับฐาน

โพแทสเซียมสามารถทำปฏิกิริยากับโลหะไฮดรอกไซด์ซึ่งอยู่ทางด้านขวาของมันในชุดกิจกรรมเคมีไฟฟ้า ในกรณีนี้ยังแสดงคุณสมบัติในการฟื้นฟูอีกด้วย ตัวอย่างเช่นถ้าเราใช้โพแทสเซียมสองโมลและแบเรียมไฮดรอกไซด์หนึ่งโมลจากนั้นปฏิกิริยาการแทนที่เราจะได้สารเช่นโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ในปริมาณสองโมลและแบเรียมบริสุทธิ์ (หนึ่งโมล) - มันจะตกตะกอน . ปฏิกิริยาเคมีที่นำเสนอสามารถแสดงเป็นสมการต่อไปนี้: 2K + Ba(OH)2 = 2KOH + Ba

ปฏิกิริยากับเกลือ

ในกรณีนี้โพแทสเซียมยังคงแสดงคุณสมบัติเป็นตัวรีดิวซ์ที่แรง การแทนที่อะตอมขององค์ประกอบแบบพาสซีฟทางเคมีช่วยให้คุณได้รับโลหะบริสุทธิ์ ตัวอย่างเช่น หากคุณเพิ่มโพแทสเซียม 3 โมลในปริมาณ 2 โมล ผลของปฏิกิริยานี้ทำให้เราได้รับโพแทสเซียมคลอไรด์ 3 โมลและอะลูมิเนียม 2 โมล กระบวนการนี้สามารถแสดงได้โดยใช้สมการดังนี้: 3К + 2АІСІ3 = 3КІ2 + 2АІ

ปฏิกิริยากับไขมัน

ถ้าโพแทสเซียมถูกเติมลงในสารอินทรีย์ในกลุ่มนี้ มันจะแทนที่อะตอมของไฮโดรเจนด้วย ตัวอย่างเช่น เมื่อผสมสเตียรินกับโลหะดังกล่าว จะเกิดโพแทสเซียมสเตียเรตและไฮโดรเจน นำสารที่ได้มาทำสบู่เหลว นี่คือที่ที่ลักษณะของโพแทสเซียมและการมีปฏิสัมพันธ์กับสารอื่น ๆ สิ้นสุดลง

การใช้โพแทสเซียมและสารประกอบ

เช่นเดียวกับโลหะทุกชนิด โลหะที่กล่าวถึงในบทความนี้มีความจำเป็นสำหรับกระบวนการทางอุตสาหกรรมหลายประเภท การใช้โพแทสเซียมหลักเกิดขึ้นในอุตสาหกรรมเคมี เนื่องจากมีฤทธิ์ทางเคมีสูง โลหะอัลคาไลที่เด่นชัด และคุณสมบัติรีดิวซ์ จึงถูกใช้เป็นสารรีเอเจนต์สำหรับปฏิกิริยาต่างๆ มากมาย และได้รับสารหลากหลายชนิด นอกจากนี้ โลหะผสมที่มีโพแทสเซียมยังใช้เป็นสารหล่อเย็นในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ โลหะที่พิจารณาในบทความนี้ยังพบการใช้งานในด้านวิศวกรรมไฟฟ้าอีกด้วย นอกเหนือจากที่กล่าวมาแล้วยังเป็นองค์ประกอบหลักอย่างหนึ่งของปุ๋ยสำหรับพืช นอกจากนี้ สารประกอบของมันยังใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ มากมาย ดังนั้นในการขุดทองจึงใช้โพแทสเซียมไซยาไนด์ซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวทำปฏิกิริยาสำหรับแยกโลหะมีค่าออกจากแร่ ฟอสเฟตขององค์ประกอบทางเคมีที่อยู่ระหว่างการพิจารณาคือส่วนประกอบของผลิตภัณฑ์ทำความสะอาดและผงต่างๆ ไม้ขีดมีคลอเรตของโลหะนี้ ในการผลิตฟิล์มสำหรับกล้องรุ่นเก่า มีการใช้โบรไมด์ขององค์ประกอบที่เป็นปัญหา ดังที่คุณทราบแล้วสามารถรับโพแทสเซียมโบรมีนได้ที่อุณหภูมิสูง ในทางการแพทย์จะใช้คลอไรด์ขององค์ประกอบทางเคมีนี้ ในการทำสบู่ - สเตียเรตและอนุพันธ์ของไขมันอื่นๆ.

การได้รับโลหะที่เป็นปัญหา

ทุกวันนี้ โพแทสเซียมถูกขุดในห้องปฏิบัติการด้วยสองวิธีหลัก ประการแรกคือการกู้คืนจากไฮดรอกไซด์ด้วยความช่วยเหลือของโซเดียมซึ่งมีฤทธิ์ทางเคมีมากกว่าโพแทสเซียม และอย่างที่สองได้รับจากคลอไรด์ด้วยความช่วยเหลือของโซเดียม หากคุณเติมโซเดียมในปริมาณที่เท่ากันลงในโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์หนึ่งโมล โซเดียมอัลคาไลหนึ่งโมลและโพแทสเซียมบริสุทธิ์จะเกิดขึ้น สมการสำหรับปฏิกิริยานี้มีดังต่อไปนี้: KOH + Na = NaOH + K. ในการทำปฏิกิริยาประเภทที่สองคุณต้องผสมคลอไรด์ของโลหะที่เป็นปัญหาและโซเดียมในสัดส่วนโมลาร์ที่เท่ากัน เป็นผลให้สารเช่นเกลือในครัวและโพแทสเซียมเกิดขึ้นในอัตราส่วนที่เท่ากัน อันตรกิริยาทางเคมีนี้สามารถแสดงได้โดยใช้สมการปฏิกิริยาต่อไปนี้: KSI + Na = NaCl + K

โครงสร้างโพแทสเซียม

อะตอมขององค์ประกอบทางเคมีนี้ประกอบด้วยนิวเคลียสซึ่งประกอบด้วยโปรตอนและนิวตรอนเช่นเดียวกับอิเล็กตรอนที่หมุนรอบ จำนวนอิเล็กตรอนจะเท่ากับจำนวนโปรตอนที่อยู่ภายในนิวเคลียสเสมอ หากอิเล็กตรอนตัวใดหลุดออกหรือเข้าร่วมกับอะตอม มันก็จะหยุดเป็นกลางและกลายเป็นไอออน พวกมันมีสองประเภท: ไอออนบวกและแอนไอออน อันแรกมีประจุเป็นบวก ในขณะที่อันหลังมีประจุเป็นลบ ถ้าอิเล็กตรอนเข้าร่วมกับอะตอม มันจะกลายเป็นไอออนลบ แต่ถ้าอิเล็กตรอนตัวใดออกจากวงโคจร อะตอมที่เป็นกลางจะกลายเป็นไอออนบวก เนื่องจากหมายเลขประจำของโพแทสเซียมตามตารางธาตุคือ 19 จำนวนโปรตอนในนิวเคลียสขององค์ประกอบทางเคมีนี้จึงเท่ากัน ดังนั้นเราจึงสามารถสรุปได้ว่ามีอิเล็กตรอนอยู่รอบนิวเคลียสสิบเก้าตัว จำนวนโปรตอนที่มีอยู่ในโครงสร้างของอะตอมสามารถกำหนดได้โดยการลบเลขลำดับของธาตุเคมีออกจากมวลอะตอม เราจึงสรุปได้ว่ามีโปรตอน 20 ตัวในนิวเคลียสโพแทสเซียม เนื่องจากโลหะที่พิจารณาในบทความนี้เป็นของยุคที่ 4 จึงมีวงโคจร 4 วง ซึ่งอิเล็กตรอนจะกระจายเท่าๆ กัน ซึ่งเคลื่อนที่ตลอดเวลา รูปแบบของโพแทสเซียมมีดังนี้: อิเล็กตรอนสองตัวอยู่ในวงโคจรแรก, แปดตัวในวงโคจรที่สอง; เช่นเดียวกับในวงโคจรที่สาม, ในวงโคจรสุดท้าย, สี่, อิเล็กตรอนเพียงตัวเดียวที่หมุน สิ่งนี้อธิบายกิจกรรมทางเคมีในระดับสูงของโลหะนี้ - วงโคจรสุดท้ายของมันไม่เต็มดังนั้นจึงมีแนวโน้มที่จะรวมกับอะตอมอื่น ๆ อันเป็นผลมาจากการที่อิเล็กตรอนของวงโคจรสุดท้ายจะกลายเป็นเรื่องธรรมดา

องค์ประกอบนี้สามารถพบได้ที่ไหนในธรรมชาติ?

เนื่องจากมีฤทธิ์ทางเคมีที่สูงมาก จึงไม่พบที่ใดในโลกในรูปแบบที่บริสุทธิ์ มันสามารถเห็นได้เป็นส่วนหนึ่งของสารประกอบต่างๆ โพแทสเซียมในเปลือกโลกคือ 2.4 เปอร์เซ็นต์ แร่ธาตุที่พบมากที่สุดที่มีโพแทสเซียมคือซัลวิไนต์และคาร์นัลไลต์ ตัวแรกมีสูตรเคมีดังนี้ NaCl.KCl. มันมีสีที่แตกต่างกันและประกอบด้วยคริสตัลจำนวนมากที่มีสีต่างๆ ขึ้นอยู่กับอัตราส่วนของโพแทสเซียมคลอไรด์และโซเดียมรวมถึงสิ่งเจือปนอาจมีส่วนประกอบสีแดง, น้ำเงิน, ชมพู, ส้ม แร่ชนิดที่สอง - คาร์นัลไลต์ - มีลักษณะเป็นคริสตัลใส สีฟ้าอ่อน สีชมพูอ่อน หรือสีเหลืองอ่อน สูตรทางเคมีมีลักษณะดังนี้: KCl.MgCl2.6H2O เป็นผลึกไฮเดรต

บทบาทของโพแทสเซียมในร่างกาย อาการขาดและเกิน

ร่วมกับโซเดียม ช่วยรักษาสมดุลของเกลือน้ำในเซลล์ นอกจากนี้ยังมีส่วนร่วมในการส่งผ่านระหว่างเยื่อหุ้มของแรงกระตุ้นของเส้นประสาท นอกจากนี้ยังควบคุมความสมดุลของกรดเบสในเซลล์และทั่วร่างกายโดยรวม มันมีส่วนร่วมในกระบวนการเมแทบอลิซึม, ต่อต้านการเกิดอาการบวมน้ำ, เป็นส่วนหนึ่งของไซโตพลาสซึม - ประมาณร้อยละห้าสิบของมัน - เกลือของโลหะที่เป็นปัญหา สัญญาณหลักที่บ่งบอกว่าร่างกายขาดโพแทสเซียมคืออาการบวม การเกิดโรค เช่น ท้องมาน หงุดหงิดง่าย การทำงานของระบบประสาทผิดปกติ การยับยั้งปฏิกิริยาและความจำเสื่อม

นอกจากนี้ปริมาณที่ไม่เพียงพอของธาตุนี้ส่งผลเสียต่อระบบหัวใจและหลอดเลือดและกล้ามเนื้อ การขาดโพแทสเซียมเป็นเวลานานอาจทำให้เกิดอาการหัวใจวายหรือโรคหลอดเลือดสมองได้ แต่เนื่องจากโพแทสเซียมส่วนเกินในร่างกายอาจทำให้เกิดแผลในลำไส้เล็กได้ เพื่อให้อาหารของคุณสมดุลในลักษณะที่คุณได้รับโพแทสเซียมในปริมาณปกติ คุณจำเป็นต้องรู้ว่าอาหารนั้นประกอบด้วยอะไรบ้าง

อาหารที่มีธาตุอาหารรองสูง

อย่างแรกคือถั่วต่างๆ เช่น เม็ดมะม่วงหิมพานต์ วอลนัท เฮเซลนัท ถั่วลิสง อัลมอนด์ นอกจากนี้ยังพบจำนวนมากในมันฝรั่ง นอกจากนี้ยังพบโพแทสเซียมในผลไม้แห้ง เช่น ลูกเกด แอปริคอตแห้ง ลูกพรุน ถั่วไพน์ยังอุดมไปด้วยองค์ประกอบนี้ นอกจากนี้ยังมีความเข้มข้นสูงในพืชตระกูลถั่ว: ถั่ว, ถั่วลันเตา, ถั่วเลนทิล สาหร่ายยังอุดมไปด้วยองค์ประกอบทางเคมีนี้ ผลิตภัณฑ์อื่น ๆ ที่มีองค์ประกอบนี้ในปริมาณมาก ได้แก่ ชาเขียวและโกโก้ นอกจากนี้ยังพบความเข้มข้นสูงในผลไม้หลายชนิด เช่น อะโวคาโด กล้วย ลูกพีช ส้ม เกรปฟรุต และแอปเปิ้ล ธัญพืชหลายชนิดอุดมไปด้วยธาตุที่เป็นปัญหา นี่คือข้าวบาร์เลย์มุกเป็นหลักเช่นเดียวกับข้าวสาลีและเมล็ดบัควีท ผักชีฝรั่งและกะหล่ำดาวก็มีโพแทสเซียมสูงเช่นกัน นอกจากนี้ยังพบในแครอทและแตงโม หัวหอมและกระเทียมมีองค์ประกอบทางเคมีจำนวนมาก ไข่ไก่ นม และชีสก็มีโพแทสเซียมสูงเช่นกัน บรรทัดฐานรายวันขององค์ประกอบทางเคมีนี้สำหรับคนทั่วไปคือตั้งแต่สามถึงห้ากรัม

บทสรุป

หลังจากอ่านบทความนี้ เราสามารถสรุปได้ว่าโพแทสเซียมเป็นองค์ประกอบทางเคมีที่สำคัญอย่างยิ่ง จำเป็นสำหรับการสังเคราะห์สารประกอบหลายชนิดในอุตสาหกรรมเคมี นอกจากนี้ยังใช้ในอุตสาหกรรมอื่นๆ อีกมากมาย นอกจากนี้ยังเป็นสิ่งสำคัญมากสำหรับร่างกายมนุษย์ดังนั้นจึงต้องรับประทานอาหารเป็นประจำและในปริมาณที่ต้องการ

ในธรรมชาติ โพแทสเซียมจะเกิดขึ้นเฉพาะในสารประกอบที่มีองค์ประกอบอื่น เช่น ในน้ำทะเล และในแร่ธาตุหลายชนิด มันออกซิไดซ์อย่างรวดเร็วในอากาศและทำปฏิกิริยาได้ง่ายมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับน้ำ ก่อตัวเป็นอัลคาไล

ในคุณสมบัติหลายอย่าง โพแทสเซียมมีความใกล้เคียงกับโซเดียมมาก แต่จากมุมมองของการทำงานทางชีวภาพและการใช้โดยเซลล์ของสิ่งมีชีวิต พวกมันเป็นปฏิปักษ์กัน

ประวัติและที่มาของชื่อ

มีการใช้สารประกอบโพแทสเซียมมาตั้งแต่สมัยโบราณ ดังนั้น การผลิตโพแทช (ซึ่งใช้เป็นผงซักฟอก) มีอยู่แล้วในศตวรรษที่ 11 ขี้เถ้าที่เกิดขึ้นระหว่างการเผาไหม้ของฟางหรือไม้ได้รับการบำบัดด้วยน้ำ และสารละลายที่ได้ (น้ำด่าง) จะถูกระเหยหลังจากการกรอง กากแห้ง นอกจากโพแทสเซียมคาร์บอเนตแล้ว ยังมีโพแทสเซียมซัลเฟต K 2 SO 4 โซดา และโพแทสเซียมคลอไรด์ KCl

สถานที่เกิด

แหล่งแร่โพแทสเซียมที่ใหญ่ที่สุดตั้งอยู่ในแคนาดา (ผู้ผลิต PotashCorp), รัสเซีย (PJSC Uralkali, Berezniki, Solikamsk, Perm Territory, Verkhnekamskoye potash deposit), เบลารุส (PO Belaruskali, Soligorsk, Starobinskoye แร่โพแทช)

ใบเสร็จ

โพแทสเซียม เช่นเดียวกับโลหะอัลคาไลอื่นๆ ได้มาจากการอิเล็กโทรไลซิสของคลอไรด์หรืออัลคาไลที่หลอมเหลว เนื่องจากคลอไรด์มีจุดหลอมเหลวสูงกว่า (600-650 °C) การอิเล็กโทรไลซิสของด่างที่หลอมเหลวมักดำเนินการด้วยการเติมโซดาหรือโพแทช (มากถึง 12%) ในการอิเล็กโทรไลซิสของคลอไรด์ที่หลอมเหลว โพแทสเซียมที่หลอมละลายจะถูกปลดปล่อยที่แคโทด และคลอรีนจะถูกปลดปล่อยที่ขั้วบวก:

K + + e − → K (\displaystyle (\mathsf (K^(+)+e^(-)\ลูกศรขวา K))) 2 C l − → C l 2 (\displaystyle (\mathsf (2Cl^(-)\rightarrow Cl_(2))))

ในระหว่างการอิเล็กโทรลิซิสของอัลคาไล โพแทสเซียมที่หลอมละลายจะถูกปลดปล่อยที่แคโทด และออกซิเจนที่แอโนดด้วย:

4 O H − → 2 H 2 O + O 2 (\displaystyle (\mathsf (4OH^(-)\ลูกศรขวา 2H_(2)O+O_(2))))

น้ำจากการละลายจะระเหยอย่างรวดเร็ว เพื่อป้องกันไม่ให้โพแทสเซียมทำปฏิกิริยากับคลอรีนหรือออกซิเจน แคโทดทำจากทองแดงและวางกระบอกทองแดงไว้ด้านบน โพแทสเซียมที่เกิดขึ้นในรูปแบบหลอมเหลวจะถูกรวบรวมไว้ในกระบอกสูบ ขั้วบวกยังทำในรูปของทรงกระบอกของนิกเกิล (ในการอิเล็กโทรไลซิสของด่าง) หรือกราไฟต์ (ในการอิเล็กโทรไลซิสของคลอไรด์)

วิธีการนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่ก็มีความสำคัญทางอุตสาหกรรมเช่นกัน:

N a + K O H → N 2 380 − 450 o C N a O H + K (\displaystyle (\mathsf (Na+KOH(\xrightarrow[(N_(2))](380-450^(o)C))NaOH+ K )))

และการกู้คืนจากโพแทสเซียมคลอไรด์ละลายด้วยแคลเซียมคาร์ไบด์ อะลูมิเนียม หรือซิลิกอน

คุณสมบัติทางกายภาพ

โพแทสเซียมเป็นโลหะสีเงินที่มีลักษณะเฉพาะบนพื้นผิวที่เพิ่งขึ้นรูป น้ำหนักเบาและน้ำหนักเบามาก ละลายน้ำได้ค่อนข้างดี เกิดเป็นอะมัลกัม เมื่อถูกนำเข้าไปในเปลวไฟของหัวเผา โพแทสเซียม (รวมถึงสารประกอบของมัน) จะแต่งแต้มเปลวไฟด้วยสีชมพูอมม่วงที่มีลักษณะเฉพาะ

ปฏิสัมพันธ์กับสารอย่างง่าย

โพแทสเซียมที่อุณหภูมิห้องทำปฏิกิริยากับออกซิเจนในบรรยากาศ, ฮาโลเจน; ไม่ทำปฏิกิริยากับไนโตรเจน (ไม่เหมือนกับลิเธียมและโซเดียม) ด้วยความร้อนระดับปานกลางจะทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจนเพื่อสร้างไฮไดรด์ (200-350 ° C):

2 K + H 2 ⟶ 2 K H (\displaystyle (\mathsf (2K+H_(2)\longrightarrow 2KH))) 2 K + 2 N H 3 ⟶ 2 K N H 2 + H 2 (\displaystyle (\mathsf (2K+2NH_(3)\ลูกศรขวายาว 2KNH_(2)+H_(2))))

โลหะโพแทสเซียมทำปฏิกิริยากับแอลกอฮอล์เพื่อสร้างแอลกอฮอล์:

2 K + 2 C 2 H 5 O H ⟶ 2 C 2 H 5 O K + H 2 (\displaystyle (\mathsf (2K+2C_(2)H_(5)OH\ลูกศรขวายาว 2C_(2)H_(5)OK+H_ (2)\ลูกศรขึ้น)))

แอลกอฮอล์โลหะอัลคาไล (ในกรณีนี้คือโพแทสเซียมเอทานอลเอต) เป็นเบสที่แรงมากและมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการสังเคราะห์สารอินทรีย์

รวมตัวกับออกซิเจน

K + O 2 ⟶ K O 2 (\displaystyle (\mathsf (K+O_(2)\longrightarrow KO_(2))))

โพแทสเซียมออกไซด์สามารถรับได้โดยการให้ความร้อนแก่โลหะที่อุณหภูมิไม่เกิน 180 ° C ในสภาพแวดล้อมที่มีออกซิเจนน้อยมาก หรือโดยการให้ความร้อนส่วนผสมของโพแทสเซียมซูเปอร์ออกไซด์กับโลหะโพแทสเซียม:

K O 2 + 3 K ⟶ 2 K 2 O (\displaystyle (\mathsf (KO_(2)+3K\longrightarrow 2K_(2)O)))

โพแทสเซียมออกไซด์มีคุณสมบัติพื้นฐานที่เด่นชัด ทำปฏิกิริยารุนแรงกับน้ำ กรด และออกไซด์ของกรด พวกเขาไม่มีคุณค่าในทางปฏิบัติ เปอร์ออกไซด์เป็นผงสีขาวอมเหลือง ซึ่งละลายในน้ำ ก่อตัวเป็นด่างและไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์:

K 2 O 2 + 2 H 2 O ⟶ 2 K O H + H 2 O 2 (\displaystyle (\mathsf (K_(2)O_(2)+2H_(2)O\ลูกศรขวายาว 2KOH+H_(2)O_(2) ))) 4 K O 2 + 2 H 2 O ⟶ 4 K O H + 3 O 2 (\displaystyle (\mathsf (4KO_(2)+2H_(2)O\longrightarrow 4KOH+3O_(2)\uparrow ))) 4 K O 2 + 2 C O 2 ⟶ 2 K 2 C O 3 + 3 O 2 (\displaystyle (\mathsf (4KO_(2)+2CO_(2)\longrightarrow 2K_(2)CO_(3)+3O_(2)\uparrow )))

ความสามารถในการแลกเปลี่ยนก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เป็นออกซิเจนถูกใช้ในหน้ากากป้องกันแก๊สพิษและบนเรือดำน้ำ ส่วนผสมของโพแทสเซียมซูเปอร์ออกไซด์และโซเดียมเปอร์ออกไซด์ที่เท่ากันจะใช้เป็นตัวดูดซับ หากส่วนผสมมีค่าไม่เท่ากัน ในกรณีของโซเดียมเปอร์ออกไซด์ส่วนเกิน ก๊าซจะถูกดูดซับมากกว่าที่ปล่อยออกมา (เมื่อดูดซับ CO 2 ปริมาตร 2 ปริมาตร ปริมาตรของ O 2 จะถูกปล่อยออกมา 1 ปริมาตร) และความดันในภาชนะปิด ช่องว่างจะลดลง และในกรณีของโพแทสเซียมซูเปอร์ออกไซด์ส่วนเกิน (เมื่อคาร์บอนไดออกไซด์สองปริมาตรถูกดูดซับ 2 จะปล่อย O สามปริมาตรออกมา 2) ก๊าซจะถูกปล่อยออกมามากกว่าที่ถูกดูดซับและความดันจะเพิ่มขึ้น

ในกรณีของส่วนผสมที่เท่ากัน (Na 2 O 2: K 2 O 4 \u003d 1: 1) ปริมาตรของก๊าซที่ดูดซับและปล่อยออกมาจะเท่ากัน (เมื่อดูดซับ CO 2 สี่ปริมาตร O 2 สี่ปริมาตรคือ การเผยแพร่).

เปอร์ออกไซด์เป็นสารออกซิไดซ์ที่แรง ดังนั้นจึงใช้ฟอกสีผ้าในอุตสาหกรรมสิ่งทอ

เปอร์ออกไซด์ได้มาจากการเผาโลหะในอากาศที่ปราศจากคาร์บอนไดออกไซด์

มีชื่อเรียกอีกอย่างว่าโพแทสเซียมโอโซไนด์ KO 3 สีส้มแดง สามารถรับได้จากการทำงานร่วมกันของโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์กับโอโซนที่อุณหภูมิไม่เกิน 20 ° C:

4 K O H + 4 O 3 ⟶ 4 K O 3 + O 2 + 2 H 2 O (\displaystyle (\mathsf (4KOH+4O_(3)\longrightarrow 4KO_(3)+O_(2)+2H_(2)O)) )

โพแทสเซียมโอโซไนด์เป็นสารออกซิไดซ์ที่แรงมาก ตัวอย่างเช่น มันออกซิไดซ์ธาตุซัลเฟอร์ให้เป็นซัลเฟตและไดซัลเฟตแล้วที่อุณหภูมิ 50 °C:

6 K O 3 + 5 S ⟶ K 2 S O 4 + 2 K 2 S 2 O 7 (\displaystyle (\mathsf (6KO_(3)+5S\ลูกศรขวายาว K_(2)SO_(4)+2K_(2)S_(2 )O_(7))))

ไฮดรอกไซด์

โพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ (หรือ โพแทชกัดกร่อน) เป็นผลึกแข็ง สีขาวขุ่น ดูดความชื้นสูง ละลายที่อุณหภูมิ 360°C โพแทสเซียมไฮดรอกไซด์เป็นด่าง มันละลายได้ดีในน้ำด้วยการปล่อยความร้อนจำนวนมาก ความสามารถในการละลายของโพแทชกัดกร่อนที่ 20 °C ในน้ำ 100 กรัมคือ 112 กรัม

แอปพลิเคชัน

• ของเหลวที่อุณหภูมิห้อง โลหะผสมของโพแทสเซียมและโซเดียมถูกใช้เป็นสารหล่อเย็นในระบบปิด เช่น โรงไฟฟ้าปรมาณูนิวตรอนเร็ว นอกจากนี้ยังใช้โลหะผสมเหลวกับรูบิเดียมและซีเซียมกันอย่างแพร่หลาย ส่วนประกอบของโลหะผสม: โซเดียม 12%, โพแทสเซียม 47%, ซีเซียม 41% - มีจุดหลอมเหลวต่ำเป็นประวัติการณ์ที่ −78 °C
• สารประกอบโพแทสเซียมเป็นองค์ประกอบทางชีวภาพที่สำคัญที่สุดและใช้เป็นปุ๋ย โพแทสเซียมเป็นหนึ่งในสามองค์ประกอบพื้นฐานที่จำเป็นสำหรับการเจริญเติบโตของพืชพร้อมกับไนโตรเจนและฟอสฟอรัส โพแทสเซียมเป็นไอออนบวกหลักของเซลล์ซึ่งแตกต่างจากไนโตรเจนและฟอสฟอรัส ด้วยความบกพร่องในพืช โครงสร้างของเยื่อหุ้มเซลล์ของคลอโรพลาสต์ ซึ่งเป็นออร์แกเนลล์ของเซลล์ที่มีการสังเคราะห์ด้วยแสงจึงถูกรบกวนเป็นอย่างแรก ภายนอกสิ่งนี้ปรากฏให้เห็นในใบเหลืองและใบตายตามมา ด้วยการแนะนำปุ๋ยโปแตชในพืช มวลพืช ผลผลิต และความต้านทานต่อแมลงศัตรูพืชเพิ่มขึ้น
• เกลือโพแทสเซียมใช้กันอย่างแพร่หลายในการชุบโลหะด้วยไฟฟ้า เนื่องจากแม้จะมีราคาค่อนข้างสูง แต่ก็มักจะละลายได้ดีกว่าเกลือโซเดียมที่เกี่ยวข้อง ดังนั้นจึงทำให้อิเล็กโทรไลต์ทำงานอย่างเข้มข้นที่ความหนาแน่นกระแสเพิ่มขึ้น

การเชื่อมต่อที่สำคัญ

• โพแทสเซียมโบรไมด์ใช้ในการแพทย์และเป็นยากล่อมประสาทสำหรับระบบประสาท
• โพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ (โพแทชกัดกร่อน) ใช้ในแบตเตอรี่อัลคาไลน์และแก๊สแห้ง
• โพแทสเซียมคาร์บอเนต (โพแทช) ใช้เป็นปุ๋ย ในการหลอมแก้ว เป็นอาหารเสริมสำหรับสัตว์ปีก
• โพแทสเซียมคลอไรด์ (ซิลวิน, "เกลือโปแตช") ใช้เป็นปุ๋ย
• โพแทสเซียมไนเตรต (โพแทสเซียมไนเตรต) - ปุ๋ย ส่วนประกอบของผงสีดำ
• โพแทสเซียมเปอร์คลอเรตและคลอเรต (เกลือเบอร์โทเลต) ใช้ในการผลิตไม้ขีดไฟ ผงจรวด ประจุไฟ วัตถุระเบิด และการชุบโลหะด้วยไฟฟ้า
• โพแทสเซียมไดโครเมต (โครมิก) - สารออกซิไดซ์ที่แรง ใช้ในการเตรียม "ส่วนผสมของโครมิก" สำหรับล้างจานเคมีและในการแปรรูปหนัง (ฟอกหนัง) นอกจากนี้ยังใช้ในการกำจัดแอมโมเนีย ไฮโดรเจนซัลไฟด์ และฟอสฟีนจากอะเซทิลีนในพืชอะเซทิลีน

• โพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนตเป็นสารออกซิไดซ์ที่แรงซึ่งใช้เป็นน้ำยาฆ่าเชื้อในยาและสำหรับการผลิตออกซิเจนในห้องปฏิบัติการ
• โซเดียมโพแทสเซียมทาร์เทรต (เกลือ Rochelle) เป็นเพียโซอิเล็กทริก
• โพแทสเซียมไดไฮโดรฟอสเฟตและไดยูเทอโรฟอสเฟตในรูปของโมโนคริสตัลในเทคโนโลยีเลเซอร์
• โพแทสเซียมเปอร์ออกไซด์และโพแทสเซียมซูเปอร์ออกไซด์ใช้สำหรับการฟื้นฟูอากาศในเรือดำน้ำและในหน้ากากป้องกันแก๊สพิษ (ดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์ด้วยการปล่อยออกซิเจน)
• โพแทสเซียมฟลูออโรบอเรตเป็นฟลักซ์ที่สำคัญสำหรับการเชื่อมเหล็กและโลหะที่ไม่ใช่เหล็ก
• โพแทสเซียมไซยาไนด์ใช้ในการชุบโลหะด้วยไฟฟ้า (การชุบเงิน การปิดทอง) การขุดทอง และการไนโตรคาร์บูไรซิ่งในเหล็กกล้า
• โพแทสเซียมร่วมกับโพแทสเซียมเปอร์ออกไซด์ใช้ในการสลายตัวทางอุณหเคมีของน้ำเป็นไฮโดรเจนและออกซิเจน (วัฏจักรโพแทสเซียม "Gas de France" ประเทศฝรั่งเศส)
• โพแทสเซียมซัลเฟต - ใช้เป็นปุ๋ย

บทบาททางชีวภาพ

โพแทสเซียมเป็นองค์ประกอบทางชีวภาพที่สำคัญที่สุดโดยเฉพาะในอาณาจักรพืช เมื่อดินขาดโพแทสเซียมพืชจึงพัฒนาได้ไม่ดีผลผลิตลดลงดังนั้นประมาณ 90% ของเกลือโพแทสเซียมที่สกัดได้จึงถูกนำมาใช้เป็นปุ๋ย

โพแทสเซียมถูกค้นพบในฤดูใบไม้ร่วงปี ค.ศ. 1807 โดยนักเคมีชาวอังกฤษ Davy ระหว่างการอิเล็กโทรไลซิสของโพแทชที่มีฤทธิ์กัดกร่อน นักวิทยาศาสตร์ได้แยกโลหะซึ่งเขาให้ชื่อ โพแทสเซียม,บอกใบ้ถึงการผลิต โพแทช(ส่วนประกอบที่จำเป็นสำหรับการผลิตผงซักฟอก) จากขี้เถ้า โลหะได้รับชื่อตามปกติในอีกสองปีต่อมา ในปี 1809 ผู้ริเริ่มการเปลี่ยนชื่อสารคือ L.V. กิลเบิร์ตผู้เสนอชื่อ โพแทสเซียม(จากภาษาอาหรับ ด่าง- โพแทช).

โพแทสเซียม (lat. Kalium) เป็นโลหะอัลคาไลอ่อนซึ่งเป็นองค์ประกอบของกลุ่มย่อยหลักของกลุ่ม I ช่วงเวลาที่ IV ของระบบธาตุเคมี D.I. Mendeleev มีเลขอะตอม 19 และชื่อ - ถึง.

อยู่ในธรรมชาติ

โพแทสเซียมในสถานะอิสระไม่พบในธรรมชาติ แต่เป็นส่วนหนึ่งของเซลล์ทั้งหมด โลหะที่ค่อนข้างธรรมดาครองอันดับที่ 7 ในแง่ของเนื้อหาในเปลือกโลก (calorizator) ซัพพลายเออร์หลักของโพแทสเซียมคือแคนาดาเบลารุสและรัสเซียซึ่งมีสารนี้สะสมอยู่มาก

คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมี

โพแทสเซียมเป็นโลหะเงินสีขาวที่หลอมละลายต่ำ มันมักจะทาสีไฟเปิดด้วยสีม่วงชมพูสดใส

โพแทสเซียมมีฤทธิ์ทางเคมีสูง เป็นตัวรีดิวซ์ที่แรง เมื่อทำปฏิกิริยากับน้ำจะเกิดการระเบิดเมื่อสัมผัสกับอากาศเป็นเวลานานจะถูกทำลายจนหมดสิ้น ดังนั้นโพแทสเซียมจึงต้องการเงื่อนไขบางประการในการจัดเก็บ - เทน้ำมันก๊าดซิลิโคนหรือน้ำมันเบนซินลงในชั้นเพื่อไม่ให้สัมผัสกับน้ำและบรรยากาศที่เป็นอันตรายต่อโลหะ

แหล่งอาหารหลักของโพแทสเซียมคืออาหารแห้ง เนยถั่ว ผลไม้รสเปรี้ยว ผักใบเขียวทุกชนิด มีโพแทสเซียมจำนวนมากในปลาและ โดยทั่วไปแล้วโพแทสเซียมเป็นส่วนหนึ่งของพืชเกือบทุกชนิด และ - แชมป์เปี้ยนในปริมาณโพแทสเซียม

ความต้องการโพแทสเซียมในแต่ละวัน

ความต้องการโพแทสเซียมในแต่ละวันของร่างกายมนุษย์ขึ้นอยู่กับอายุ สภาพร่างกาย และแม้แต่ที่อยู่อาศัย ผู้ใหญ่ที่มีสุขภาพแข็งแรงต้องการโพแทสเซียม 2.5 กรัม หญิงตั้งครรภ์ - 3.5 กรัม นักกีฬา - โพแทสเซียมมากถึง 5 กรัมต่อวัน ปริมาณโพแทสเซียมที่จำเป็นสำหรับวัยรุ่นคำนวณโดยน้ำหนัก - โพแทสเซียม 20 มก. ต่อน้ำหนักตัว 1 กิโลกรัม

คุณสมบัติที่เป็นประโยชน์ของโพแทสเซียมและผลต่อร่างกาย

โพแทสเซียมมีส่วนร่วมในกระบวนการนำกระแสประสาทและส่งไปยังอวัยวะที่อยู่ภายใน ส่งเสริมการทำงานของสมองให้ดีขึ้น เพิ่มอุปทาน มีผลในเชิงบวกในสภาวะการแพ้หลายอย่าง โพแทสเซียมเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการหดตัวของกล้ามเนื้อโครงร่าง โพแทสเซียมควบคุมปริมาณเกลือ ด่าง และกรดในร่างกาย ซึ่งช่วยลดอาการบวมน้ำ

โพแทสเซียมพบได้ในของเหลวภายในเซลล์ทั้งหมด ซึ่งจำเป็นสำหรับการทำงานปกติของเนื้อเยื่ออ่อน (กล้ามเนื้อ หลอดเลือดและเส้นเลือดฝอย ต่อมไร้ท่อ ฯลฯ)

การดูดซึมโพแทสเซียม

โพแทสเซียมจะถูกดูดซึมเข้าสู่ร่างกายจากลำไส้ ซึ่งมันจะเข้าไปกับอาหาร และถูกขับออกทางปัสสาวะ โดยปกติในปริมาณที่เท่ากัน โพแทสเซียมส่วนเกินจะถูกขับออกจากร่างกายในลักษณะเดียวกัน ไม่คงอยู่และไม่สะสม อุปสรรคต่อการดูดซึมโพแทสเซียมตามปกติสามารถทำหน้าที่เป็นการบริโภคกาแฟน้ำตาลแอลกอฮอล์มากเกินไป

ปฏิสัมพันธ์กับผู้อื่น

โพแทสเซียมทำงานอย่างใกล้ชิดกับโซเดียมและแมกนีเซียม เมื่อความเข้มข้นของโพแทสเซียมเพิ่มขึ้น โซเดียมจะถูกขับออกจากร่างกายอย่างรวดเร็ว และการลดลงของปริมาณแมกนีเซียมสามารถขัดขวางการดูดซึมโพแทสเซียม

สัญญาณของการขาดโพแทสเซียม

การขาดโพแทสเซียมในร่างกายจะทำให้กล้ามเนื้ออ่อนแรง อ่อนเพลีย ภูมิคุ้มกันลดลง กล้ามเนื้อหัวใจทำงานผิดปกติ ความดันโลหิตผิดปกติ หายใจเร็วและลำบาก ผิวหนังสามารถลอกออกได้ ความเสียหายไม่หายดี ผมแห้งและเปราะมาก มีความผิดปกติในการทำงานของระบบทางเดินอาหาร - คลื่นไส้, อาเจียน, อาหารไม่ย่อยจนถึงโรคกระเพาะและแผลพุพอง

สัญญาณของโพแทสเซียมส่วนเกิน

โพแทสเซียมส่วนเกินเกิดจากการใช้ยาเกินขนาดที่มีโพแทสเซียมและมีลักษณะเฉพาะคือความผิดปกติของระบบประสาทและกล้ามเนื้อ เหงื่อออกมากเกินไป ตื่นเต้นง่าย หงุดหงิดง่าย และน้ำตาไหล คนมักจะรู้สึกกระหายน้ำซึ่งนำไปสู่การปัสสาวะบ่อย ระบบทางเดินอาหารทำปฏิกิริยากับอาการจุกเสียดในลำไส้ ท้องผูกสลับกับท้องเสีย

การใช้โพแทสเซียมในชีวิต

โพแทสเซียมในรูปของสารประกอบพื้นฐานถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในด้านการแพทย์ เกษตรกรรม และอุตสาหกรรม ปุ๋ยโพแทชมีความจำเป็นสำหรับการเจริญเติบโตตามปกติและการสุกแก่ของพืชและที่รู้จักกันดี ด่างทับทิมไม่มีอะไรมากไปกว่าโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนตซึ่งเป็นน้ำยาฆ่าเชื้อที่ผ่านการทดสอบตามเวลา