19. Калий-Kalium (К)






Рассказ об этом элементе можно начать словами известного немецкого химика Юстуса Либиха: "Отдайте почве то, что вы у нее взяли, или не ждите от нее в будущем столько, сколько она давала раньше". Эти слова были сказаны более ста лет назад, однако они нисколько не утратили своего значения и в наши дни. Для нормального развития всех растений в почве необходим ряд элементов. Одним из них является калий. Из почвы калий попадает в растение, а при сборе урожая вместе с зерном, соломой, корнеплодами удаляется с поля. Так, постепенно, с каждым годом почва обедняется калием. Создается угроза "калийного голода растений", при котором урожайность быстро падает. Чтобы предупредить калийный голод, в почву необходимо вводить соединения калия. Но где их взять? Оказывается, что один из самых распространенных элементов земной коры - калий, на долю которого приходится 1,1 % от общего числа атомов, почти никогда не образует мощных отложений. Долгое время (с 1843 г.) было известно только одно весьма значительное ной соли - Стассфуртское промышленное значение.
Выдающийся химик Николай Семенович Курнаков, изучая совместно с геологом П. И. Преображенским соляные озера и минеральные источники СССР, открыл одно из величайших в мире месторождение калия - Соликамское.
Роль калия не исчерпывается применением его соединений в качестве удобрения. Соединения калия - необходимая составная часть клетки каждого организма и человека. Определенное соотношение между калием и другими элементами необходимо для обеспечения нормальной работы мышц, и главное - мышцы сердца.
Соединения калия весьма многочисленны и широко применяются в различных областях, практической деятельности человека. Например, без соли калия - хромпика нельзя приготовить хорошую кожу для обуви.
Калийная щелочь -едкое кали- необходимое вещество в химической, фармацевтической и других отраслях промышленности. Для специальных целей необходимо например, жидкое мыло. Его можно получить с помощью того же едкого кали. Большие количества этого вещества необходимы для железоникелевых, или, как называют их, щелочных, аккумуляторов.
Калий дает не только плодородие почве, но и тепло земному шару. Калий принадлежит к немногим "легким" элементам, один из изотопов которого обладает естественной радиоактивностью. Специалисты подсчитали, что за счет радиоактивного распада калия в земной коре выделяется большое количество тепла. Наличием в организме человека около 0,003 г радиоактивного изотопа калия объясняется и свойственная человеческому организму радиоактивность. выражающаяся в распаде не менее 5000 атомов калия в каждую секунду.
Соединение калия с хлором и кислородом - хлорат калия, или, как чаще его называют, бертолетова соль - обязательная составная часть праздничного фейерверка.
В свободном состоянии калий был получен в 1807 г. английским химиком Г. Дэви электролизом едкого кали. Еще арабские ученые знали щелочи. "Алкали" по-арабски - "зола", "щелочь", отсюда и название - калий, введенное в русскую химическую номенклатуру в 1881 г. Г. И. Гессом.
Однако профессор Харьковского университета Гизе еще в 1813 г., до своего отъезда в Юрьев, употреблял слово "калий" для названия элемента.
В свободном виде калий - серебристо-голубоватый, легкоплавкий (плавится при 62°С) металл. Металлический калий очень активен. Бурно окисляется на воздухе, а от воды загорается, образуя водород и щелочь. Интересен один из сплавов калия с натрием. В противоположность всем остальным сплавам натрия и калия, он при 76 % калия и 24 % натрия является жидким и затвердевает при -12° С. Этот сплав применяется при синтезах органических соединений.

Ка́лий — элемент главной подгруппы первой группы, четвёртого периода периодической системы химических элементов, с атомным номером 19. Обозначается символом K (лат. Kalium). Простое вещество калий (CAS-номер: 7440-09-7) — мягкий щелочной металл серебристо-белого цвета.
В природе калий встречается только в соединениях с другими элементами, например, в морской воде, а также во многих минералах. Очень быстро окисляется на воздухе и очень легко вступает в химические реакции, особенно с водой, образуя щёлочь. Во многих отношениях химические свойства калия очень близки к натрию, но с точки зрения биологической функции и использования их клетками живых организмов они всё же отличаются.

История и происхождение названия

Калий (точнее, его соединения) использовался с давних времён. Так, производство поташа (который применялся как моющее средство) существовало уже в XI веке. Золу, образующуюся при сжигании соломы или древесины, обрабатывали водой, а полученный раствор (щёлок) после фильтрования выпаривали. Сухой остаток, помимо карбоната калия, содержал сульфат калия K2SO4, соду и хлорид калия KCl.
В 1807 году английский химик Дэви электролизом расплава едкого кали (KOH) выделил калий и назвал его «потассий» (лат. potassium; это название до сих пор употребительно в английском, французском, испанском, португальском и польском языках). В 1809 году Л. В. Гильберт предложил название «калий» (лат. kalium, от араб. аль-кали — поташ). Это название вошло в немецкий язык, оттуда в большинство языков Северной и Восточной Европы (в том числе русский) и «победило» при выборе символа для этого элемента — K.

Получение

Калий, как и другие щелочные металлы, получают электролизом расплавленных хлоридов или щелочей. Так как хлориды имеют более высокую температуру плавления (600—650 °C), то чаще проводят электролиз расправленных щелочей с добавкой к ним соды или поташа (до 12 %). При электролизе расплавленных хлоридов на катоде выделяется расплавленный калий, а на аноде — хлор:
K+ + e- → K
2Cl- − 2e- → Cl2

При электролизе щелочей на катоде также выделяется расплавленный калий, а на аноде — кислород:
4OH- − 4e- → 2H2O + O2

Вода из расплава быстро испаряется. Чтобы калий не взаимодействовал с хлором или кислородом, катод изготовляют из меди и над ним помещают медный цилиндр. Образовавшийся калий в расплавленном виде собирается в цилиндре. Анод изготовляют также в виде цилиндра из никеля (при электролизе щелочей) либо из графита (при электролизе хлоридов).

Физические свойства

Калий — серебристое вещество с характерным блеском на свежеобразованной поверхности. Очень лёгок и легкоплавок. Относительно хорошо растворяется в ртути, образуя амальгамы. Будучи внесённым в пламя горелки калий (а также его соединения) окрашивает пламя в характерный розово-фиолетовый цвет.

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.


Источник: Википедия




20. Кальций - Calcium (Ca)


Вода является колыбелью жизни! Во мраке веков затерялось то время, когда в теплых волнах первобытных морей возникла жизнь в виде микроскопических образований. Сложнейшее сочетание разнообразных причин, неразрывно связанных друг с другом в своей совокупности, привело к появлению нового качества. На определенной ступени развития неживого вещества возникло живое! В процессе постепенного развития жизни непрерывно совершенствовалась и усложнялась живая материя. От комочков белка - к простым клеткам и от клеток - к многоклеточным организмам, вплоть до самого совершенного из них - человека - постепенно возрастала устойчивость живого тела. Мягкое, легко ранимое тельце живых существ нуждалось в прочной опоре, в прочной защите. Если для растительных организмов подходящим материалом оказался кремний и его соединения, то для животных - главным образом, соединения легкого, серебристо-белого металла кальция.
Из соединений этого элемента многочисленные морские существа: моллюски, раки, а также неисчислимые количества простейших организмов - строят покровы своего тела - прочные панцири и те разнообразные по форме, яркие по окраске, замечательные по архитектуре раковины, которые каждый человек может встретить то на берегу моря, то спокойного озера, то тихой речушки.
Скапливаясь после смерти своих хозяев на дне водоемов и главным образом морей, эти раковины за десятки миллионов лет сложили мощные толщи соединений кальция, давших начало образованию горных пород - известняков.
Наземные животные строят из соединений кальция (фосфорнокислых солей) свои скелеты - внутреннюю опору для мягких тканей, которые в десятки раз превышают вес самой опоры. В плотную скорлупу из кальциевых соединений птицы прячут нежную полужидкую массу вещества, из которой развивается новая жизнь. С помощью соединений кальция животный организм, и в частности человеческий, борется с некоторыми видами болезнетворных микробов.
Значение кальция для животных организмов не исчерпывается постройкой костных скелетов и скорлупы яиц, он имеет решающее значение и в процессах самой жизнедеятельности организмов. Ионы кальция регулируют работу сердца, свертываемость крови, предотвращая гибель организма от кровопотери, которой грозила бы малейшая царапина.
Суточная потребность в кальции у разных организмов различна: для человека она составляет 0,7 г. Интересен следующий факт: соотношение солей кровяной сыворотки (в том числе и кальция) близко к их соотношению в морской воде, в которой зародилась жизнь.
Соединения кальция в виде известняка, мела, мрамора (углекислый кальций), силикатов, фосфоритов (фосфорнокислого кальция), гипса широко распространены в природе. Из них на земном шаре сложены целые горные хребты. На долю кальция приходится 1,5% от общего числа атомов земной коры.
Как строительный материал соединения кальция (мрамор, известняк, гипс) были широко известны человеку и использовались им со времен глубочайшей древности.
И когда сейчас мы восторгаемся прекрасными расцветками мраморной отделки московского метро, или любуемся стройными очертаниями Кремлевских башен, или рассматриваем с удивлением огромные кости вымерших гигантов в палеонтологическом музее, мы должны помнить, что во всех этих случаях сталкиваемся с соединениями металла, без которого не может быть ни мрамора, ни прочной связи кирпичей, ни скелета многочисленных животных.
В металлическом виде кальций был выделен Г. Дэви в 1808 г. путем электролиза. В противоположность своим соединениям кальций имеет ограниченное применение. Он используется в металлургии для освобождения расплавленных металлов от растворенного в них кислорода. Новым потребителем кальция стала металлургия урана.
Название и знак кальция произошли от латинского слова "калькс", что значит известь, мягкий камень,- так назывались некоторые соединения кальция (мел, мрамор и др.) за сравнительную легкость их обработки.

Ка́льций — элемент главной подгруппы второй группы, четвёртого периода периодической системы химических элементов, с атомным номером 20. Обозначается символом Ca (лат. Calcium). Простое вещество кальций (CAS-номер: 7440-70-2) — мягкий, химически активный щёлочноземельный металл серебристо-белого цвета.

История и происхождение названия

Название элемента происходит от лат. calx (в родительном падеже calcis) — «известь», «мягкий камень». Оно было предложено английским химиком Хэмфри Дэви, в 1808 г. выделившим металлический кальций электролитическим методом. Дэви подверг электролизу смесь влажной гашёной извести с оксидом ртути HgO на платиновой пластине, которая являлась анодом. Катодом служила платиновая проволока, погруженная в жидкую ртуть. В результате электролиза получалась амальгама кальция. Отогнав из неё ртуть, Дэви получил металл, названный кальцием.
Соединения кальция — известняк, мрамор, гипс (а также известь — продукт обжига известняка) применялись в строительном деле уже несколько тысячелетий назад. Вплоть до конца XVIII века химики считали известь простым телом. В 1789 году А. Лавуазье предположил, что известь, магнезия, барит, глинозём и кремнезём — вещества сложные.

Получение

Свободный металлический кальций получают электролизом расплава, состоящего из CaCl2 (75-80 %) и KCl или из CaCl2 и CaF2, а также алюминотермическим восстановлением CaO при 1170—1200 °C:
4CaO + 2Al → CaAl2O4 + 3Ca.

Физические свойства

Металл кальций существует в двух аллотропных модификациях. До 443 °C устойчив α-Ca с кубической гранецентрированной решеткой (параметр а = 0,558 нм), выше устойчив β-Ca с кубической объемно-центрированной решеткой типа α-Fe (параметр a = 0,448 нм). Стандартная энтальпия ΔH0 перехода α → β составляет 0,93 кДж/моль.
При постепенном повышении давления начинает проявлять свойства полупроводника, но не становится полупроводником в полном смысле этого слова (металлом уже тоже не является). При дальнейшем повышении давления возвращается в металлическое состояние и начинает проявлять сверхпроводящие свойства (температура сверхпроводимости в шесть раз выше, чем у ртути, и намного превосходит по проводимости все остальные элементы). Уникальное поведение кальция похоже во многом на стронций (т. е. параллели в периодической системе сохраняются).

Химические свойства

Кальций — типичный щелочноземельный металл. Химическая активность кальция высока, но ниже, чем всех других щелочноземельных металлов. Он легко взаимодействует с кислородом, углекислым газом и влагой воздуха, из-за чего поверхность металлического кальция обычно тускло серая, поэтому в лаборатории кальций обычно хранят, как и другие щелочноземельные металлы, в плотно закрытой банке под слоем керосина или жидкого парафина.


Источник: Википедия

Назад




Полезная Информация
 |  Караоке  |  Сонник  |  Вебкамера на МКС  |  Гадания  |  Мировая статистика  |  Сейсмический монитор  |  Население Земли  |  Онлайн полеты самолётов  |  Телевидение  |  Поздравления  |  Нетрадиционная медицина  |  Журналы,газеты  |  Иллюзии  |  Выживание
 |  Омоложение  |  Блог Артема Драгунова  |  Анимация, картинки  |  Улыбнись
 |  Лунный календарь  |  Заговоры  |  Астрология, гороскопы  |  100 лучших фильмов  |  Игры  |  Очищение  |  Фильмы онлайн  | 


На главную Сделать стартовой Добавить в избранное Написать письмо
Copyright © priroda.inc.ru