Елементи першої, другої групи. Засвоюваність найважливіших сполук

Калій (рос. калий, англ. Potassium, potash; нім. Kaliumn) – хімічний елемент, належить до групи лужних металів, символ К, ат. н. 19; ат. м. 39, 098. М'який сріблясто-білий метал. Хімічно дуже активний, сильний відновник, на повітрі легко окиснюється. Відкритий англійським хіміком Г. Деві в 1807 році. Густина 8, 629. Температурара плавлення 63, 55оС, температура кипіння 760оС. Твердість за Брінеллем 400 кПа. Металічний калій легко ріжеться ножем. Калій – один з найбільш поширених петрогенних елементів земної кори – 2, 5% (за масою). Найважливіші мінерали: сильвін, карналіт, каїніт, лангбейніт. Вміст калію в ультраосновних гірських порід 0, 03%, в основних 0, 83%, середніх 2, 3%, в кислих 3, 34%. Максимальні концентрації калію (до 7%) виявлені в лужних породах агпаїтового ряду. Головні калійні мінерали в цих породах лужні польові шпати, слюда, нефелін, лейцит. При випаровуванні води в осад випадають такі мінерали: сильвініт, карналіт, каїніт, полігаліт. Внаслідок інтенсивного випаровування води в минулі геологічні епохи, особливо в пермський період, були утворені великі родовища калійних солей.

У 1807 р. англійський хімік Деві електролізом твердого їдкого калію (KOH) виділив калій і назвав його потассієм. У 1809 Л. В. Гільберт запропонував назву «калій» (від араб. – поташ).

Калій – досить поширений хімічний елемент, на нього припадає 2, 6% маси земної кори. У зв'язку з високою хімічною активністю у вільному стані в природі він не зустрічаються, а тільки у вигляді різних сполук. Деякі з них, як хлорид калію, утворюють потужні родовища.

Найбагатші у світі родовища солей калію у вигляді мінералів сильвіну KCl, сильвініту KCl•NaCl, карналіту КСl•MgCl2•6H2O і каїніту KCl•MgSO4•3H2O розташовані поблизу м. Солікамська. Крім того, значні поклади сполук калію знайдені в Білорусії (м. Солігорськ) і в Україні (м. Калуш і м. Стебник у Прикарпатті).

У вільному стані калій – сріблясто-білий легкий метал. Густина – 0, 856 г/см3. Метал дуже м'який і легко ріжеться ножем. Температури плавлення – 63, 38°С.

Калій належить до головної підгрупи першої групи періодичної системи Менделєєва, його атоми мають на зовнішньому електронному шарі по одному електрону, який вони легко втрачають і перетворюються в іони з одним позитивним зарядом. Тому в своїх сполуках калій буває лише позитивно одновалентним. Калій – дуже активний метал. Легко втрачаючи свої валентні електрони, він є дуже сильними відновником. В електрохімічному ряді напруг він займає перше місця зліва від водню. У сухому повітрі калій енергійно взаємодіє з киснем повітря і перетворюються в геміоксид:

 

4K + O2 -> 2K2O

 

Тому його зберігають під шаром гасу або мінерального масла.

З галогенами калій реагує дуже енергійно з утворенням солей галогеноводневих кислот: KCl, KJ тощо. З рідким бромом він сполучаються навіть з вибухом. З сіркою при деякому нагріванні утворює сульфіди: K2S.

З водою реагує дуже бурхливо, навіть з вибухом. Ще більш бурхливо реагує з кислотами (теж з вибухом). У вологому повітрі метал легко перетворюються в гідроксид:

 

2K + 2H2O -> 2KOH + H2 ↑

 

а останній, взаємодіючи з вуглекислим газом повітря, – в карбонат:

 

2KOH + CO2 -> K2CO3 + H2O

 

При високій температурі калій може відновлювати оксиди алюмінію, силіцію тощо до вільних елементів:

 

SiO2 + 4K -> Si + 2K2O

 

У вільному стані калій одержують електролізом розплавлених хлоридів або гідроксидів. При електролізі розплавлених їдких лугів позитивно заряджені іони металів притягаються до негативно зарядженого катода, приєднують по одному електрону (відновлюються) і перетворюються в атоми вільних металів, а негативно заряджені іони гідроксилу притягуються до позитивно зарядженого анода, віддають йому по одному електрону і перетворюються в електро-нейтральні групи OH, які розкладаються з утворенням води і кисню, що виділяється на аноді.

Одержання металічного калію електролізом розплавленого KCl можна зобразити такими рівняннями:

 

KCl

↑↓

– Катод <- К+ + Сl- -> Анод +

K+ + e = K° Cl- – e = Cl°

 

Металічний калій служить каталізатором при одержанні деяких видів синтетичного каучуку.

Сполуки Калію застосовують у сільському господарстві як добрива, для виготовлення скла, вибухових речовин, у медицині, ядерній техніці тощо.

Застосовують альгіт калію для лікування захворювання губ у дітей.

Калій утворює солі з усіма кислотами. Солі калію за своїми властивостями дуже близькі до солей натрію. Найважливіші з них:

Хлорид калію KCl

Сульфат калію K2SO4

Карбонат калію K2CO3, або поташ

Натрій (рос. натрий, англ. sodium, natrium; нім. Natrium n) – Хімічний елемент, символ Na, ат. н. 11; ат. м. 22, 98977. Виділений Г. Деві у 1807 р. Сріблясто-білий м’який метал; хімічно дуже активний, на повітрі швидко окиснюється. Густина 0, 968, tплав = 97, 83°С, tкип 882, 9 °С, коеф. тв. за Моосом 0, 5. Н. – дуже поширений літофільний елемент (шосте місце серед хімічних елементів), його кларк 2, 64 за масою. Відомо понад 220 мінералів Н. різних класів (польові шпати, плагіоклази, галіт, селітра, тенардит, мірабіліт). Поширеність Н. (в% за масою) в кам’яних метеоритах 7х10-1,