Кали (К) нь байгальд хамгийн элбэг байдаг металлын тавдугаарт ордог. Энэ нь химийн элементүүдийн үечилсэн систем (PSCE) -ийн 1-р бүлэгт байрладаг тул шүлтлэг металлд хамаарах бөгөөд устай холилдоход уусдаг гидроксид үүсгэдэг. Энгийн бодис хэлбэрээр элемент нь мөнгөлөг цагаан өнгөтэй, заримдаа нил ягаан өнгөтэй байдаг. Онцлог шинж чанараараа зөөлөн, хайлмал багатай. Калийг түүний гидрид, гидроксид, хлорид, хромат эсвэл бихроматаас гаргаж авч болно.
Ерөнхий шинж чанарууд
Кали нь хөх-ногоон уур болж хувирах үед К атом болон задарч, бага хэмжээний K2 молекулууд холилдоно. Та металыг шингэн аммиакт уусгаж стандарт хар хөх өнгийн уусмал эсвэл идэмхий калийн хайлмалд уусгаж болно.
Кали нь маш идэвхтэй, хүчтэй бууруулагч шинж чанартай (гаднах электрон бүрхүүл нь цөмөөс маш хол зайд байрладаг, электрон сөрөг чанарын хүснэгтэд цезийн дараа 2-р байрыг эзэлдэг) нь зөвхөн урвалд ордоггүй.хүчил, металл бус, устөрөгчийн нитрит, дигидросульфид, түүнчлэн агаар мандлын хүчилтөрөгч, усаар шингэлнэ. Сүүлчийн тохиолдолд ялгарсан устөрөгч хурдан гал авалцдаг.
Мөнгөн устай бол элемент нь хайлш - амальгам болж хувирдаг. Натри, талли, цагаан тугалга, хар тугалга, висмуттай кали нь өндөр хатуулаг, химийн эсэргүүцэлтэй металл хоорондын нэгдлүүдийг үүсгэдэг. Хэд хэдэн металлын химийн нэгдэл нь бүрэлдэхүүн хэсэг тус бүрээсээ өндөр температурт хайлдаг ч тэдгээрээс бага уян хатан чанартай байдаг.
Гэсэн хэдий ч элемент нь бараг хариу үйлдэл үзүүлэхгүй бодисууд байдаг, жишээлбэл, азот орно. Энэ нь калийн бусад шүлтлэг металлуудаас, ялангуяа лити, натриас ялгарах шинж чанаруудын нэг юм. Үүнээс гадна лити, магни, цайр, кадми, хөнгөн цагаан, галлитай хайлдаггүй.
Кали нь бензин, керосин давхаргын дор сайн хадгалагддаг. Та үүнийг шатаагчны дөлийг нил ягаан өнгөөр тодорхойлж болно.
Програм
Кали нь хүний бие, ургамлын хөгжилд биологийн чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Үүнээс гадна өдөр тутмын амьдралд өргөн хэрэглэгддэг. Иймд азот, фосфортой хослуулан таримал ургамлуудад зайлшгүй шаардлагатай бордоо болж, ургац, ургамлын масс, хортон шавьжийг эсэргүүцэх чадварыг нэмэгдүүлэх боломжтой.
Натритай металлын хайлшийг битүү системд дулааны энергийг шилжүүлэхэд ашигладаг бөгөөд хэрэв та энэ нэгдэлд цезийг нэмбэл хайлах цэг нь хамгийн бага (хасах) найрлагатай болно. Цельсийн 78 хэм).
Энэ бүх ашигтай, чухал нэгдлүүдийг ашиглахын тулд түүний нэгдлүүдээс кали авах урвалыг мэдэх хэрэгтэй.
Металл авч байна
Цагаан органик бус нэгдэл, калийн гидрид нь хайлсан металлаас үүсдэг боловч тогтворгүй бөгөөд 400 хэмийн температурт вакуум орчинд дараах урвалын дагуу бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд задардаг:
2KN=2K + N2.
Харгалзах хлоридоос калийн гидроксид үүсдэг. Энэ нь шингэн саван үйлдвэрлэх, кали, түүний нэгдлүүдийг үйлдвэрлэхэд өргөн хэрэглэгддэг. Үүнийг хийхийн тулд та электролиз хийх хэрэгтэй, өөрөөр хэлбэл уусмалаар гүйдэл дамжуулах хэрэгтэй. Үүний үр дүнд анод дээр хүчилтөрөгч, катод дээр кали үүсдэг:
4KON=4K + O2 + 2H2O.
Хлоридоос зөвхөн гидроксид төдийгүй цэвэр металл авах боломжтой. Үүнд мөн уусмалын электролизийн урвал шаардлагатай болно:
2KCl=2K + Cl2.
Кали олж авах өмнөх аргаас ялгаатай нь энэ нь эхлэл материалыг зөвхөн шингэн төлөвт төдийгүй хайлмал хэлбэрээр ашиглаж болох боловч энэ тохиолдолд хоёр зэрэгцээ урвал явагдана:
- 2KCl + 2H2O=H2 + Cl2 + 2KO;
- 2KCl=2K + Cl2.
Кали үүсэх катод нь мөнгөн ус байх ёстой.
Эхлэх материал олж авах
Заримдаа калийн хромат эсвэл бихромат хэрэглэдэг. Та тэднээс шууд металл авч чадахгүй, гэхдээ та чаднатэдгээрийг гидроксид эсвэл хлорид болгон хувиргаж, дараа нь дээрх урвалын дагуу электролизд оруулна. Хроматаас калийн гидроксидыг авах нь дараах байдалтай байна:
2K2CrO4 + 2H2O + 3H 2S=2Cr(OH)3 + 3S + 4CON.
Хүхэр, хромын гидроксид тунадасжих процесс амжилттай болохын тулд та халуун ус авах хэрэгтэй. Үүнтэй төстэй урвалыг бихромат ашиглан хийж болно. Энэ нь ижил төстэй байдлаар явагддаг бөгөөд ялгаа нь зөвхөн стехиометрийн коэффициентүүдийн утгуудад ажиглагддаг:
K2Cr2O7 + H2 O + 3H2S=2Cr(OH)3 + 3S + 2CON.
Бихроматыг 500 хэм хүртэл халаахад гидроксидыг өөр аргаар авч болно:
K2Cr2O7 + 3N2 =Cr2O3 + 2KON + 2H2O.
Гидоксидыг авах өөр арга бий. Жишээ нь, калийн болон унтарсан шохойн ханасан уусмалын хоорондох урвалыг ашиглана.
Хроматаас калийн хлорид авахын тулд урвалыг дараах байдлаар гүйцэтгэнэ:
2K2CrO4 + 2HCl=K2Cr 2O7 + 2KCl + H2O.
Давсны хүчлийг шингэрүүлсэн хэлбэрээр авна. Калийн хлоридын үйлдвэрлэлд бихромат болон ус ялгардаг.
Бихроматыг хлорид болгох нь арай хэцүү, этилийн спирт, буцалгах шаардлагатай:
K2Cr2O7 + 8HCl +2C2H5OH=2CrCl3 + 3CH3 С(Н)О + 7Н2О + 2KCl.
Сиргүүлсэн давсны хүчилтэй харилцан үйлчлэхэд калийн хлорид, барийн галидтай урвалд ороход сульфатаас калийн хлорид авах боломжтой.
Гидроксид ба хлорид нь электролиз эсвэл тохирох галогенийг нэмснээр бие биедээ амархан хувирдаг.
Үйдэл
Калийн давс авах нь цэвэр металл үүсэхээс дутахгүй чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Өндөр өртөгтэй хэдий ч тэдгээр нь гүйдлийн нягтрал ихсэх үед электролитийн эрчимтэй ажиллагааг хангадаг тул тэдгээрийг цахилгаан бүрэх ажилд ашигладаг. Үүнийг өндөр уусах чадвараар хангадаг.
Калийн нитрат
Калийн нитрат (KNO3) үйлдвэрлэх нь маш чухал юм. Энэтхэгийн хужир гэж нэрлэгддэг энэхүү цагаан давс нь амьд организмд бараг хоргүй юм. Үүнийг энхийн зорилгоор бордоо болгон, цэрэгт тэсрэх бодис, шатамхай бодисын бүрэлдэхүүн хэсэг болгон ашигладаг. Нэмж дурдахад калийн нитрат бэлтгэх нь вакуум цахилгаан үйлдвэрлэл, оптик шилний үйлдвэрлэлд өргөн хэрэглэгддэг болор шилний өнгө, бат бөх чанарыг сайжруулахад зайлшгүй шаардлагатай. Металлургийн хувьд түүний исэлдүүлэх шинж чанар нь никель болон бусад хүдэртэй харьцуулахад ашигтай байдаг. Мөн хүнсний үйлдвэрт давс нь хадгалалтын үүрэг гүйцэтгэдэг.
Калийн нитратын уусмал авахын тулд та дараах бодисуудыг хэрэглэж болно:
- хэт металлын хэт исэл түүнд азотын исэл (IV) нэмээд Цельсийн 70 хэм хүртэл халаахад;
- гидроксид башингэрүүлсэн азотын хүчил;
- хүйтэн гидроксид ба азотын ислийн (II) ба (IV) холимог;
- халуун гидроксид, азотын исэл (IV) ба хүчилтөрөгч;
- халуун шингэрүүлсэн калийн нитрит ба хүчилтөрөгч (урвалд цаг хугацаа шаардагдана);
- Каталийн нитрит ба халуун устөрөгчийн хэт ислийг шингэрүүлсэн хүхрийн хүчилд катализатор болгон (хүчлийг бромоор сольж болно, гэхдээ энэ нь урвалд орж устөрөгчийн бромид үүсгэдэг).
Үйлдвэрлэсэн нэгдэл нь задралгүй хайлдаг, агаарт тогтвортой, усанд гидролизгүй уусдаг, хүчтэй исэлдүүлэх шинж чанартай, зөвхөн атомын устөрөгчөөр буурдаг.
Калийн сульфат
14-р зуунаас мэдэгдэж байсан давсыг зөвхөн 17-р зуунд калийн сульфат (K2SO4) гэж нэрлэдэг. Энэ нь давстай нуурын ус, металл бус ашигт малтмалын ордод байдаг боловч дараахь бодисыг нийлэгжүүлэх явцад калийн сульфат авах боломжтой:
- кали ба хүхрийн хэт исэл 130-140 хэмд (хүхрийн оронд түүний ислийг (IV) хэрэглэж болно, тэгвэл 100 градусын температур хангалттай байх болно);
- калийн гидроксид ба шингэрүүлсэн хүхрийн хүчил;
- калийн устөрөгчийн сульфат (240 градуст задрах);
- калийн устөрөгчийн сульфат ба өтгөрүүлсэн идэмхий калий эсвэл ижил металлын хлорид;
- калийн хлорид болон буцалгах үед төвлөрсөн хүхрийн хүчил;
- калийн сульфид ба хүчилтөрөгч 500 хэмээс дээш;
- 440 хэмээс дээш температурт калийн дисульфатын задрал ба хэрэглээхүхрийн исэл (IV) ба хүчилтөрөгчийг катализатор болгон ашигладаг.
Үйлдвэрлэсэн бодисын өөр нэр нь арканит юм. Энэ нь цагаан өнгөтэй, температурын нөлөөнд тэсвэртэй, гэхдээ талст гидратгүй усанд амархан уусдаг. Энэ нь солилцооны урвалд оролцох, устөрөгч, нүүрстөрөгчөөр ангижрах замаар тодорхойлогддог.
Практикт кали багатай хөрсөнд хлоргүй бордоо болгон хөдөө аж ахуйд идэвхтэй ашигладаг. Арканит нь хлорт мэдрэмтгий эсвэл их хэмжээний хүхэр хэрэглэдэг тариаланд онцгой ач холбогдолтой. Үүнийг ашигласнаар ургуулсан үр тариа нь бордоогүй тарианаас илүү их элсэн чихэр, витамин агуулдаг. Мөн бордоог гадаа болон хүлэмжийн нөхцөлд ургуулсан цэцэгт ашигладаг.
Арканитийн өөр нэг хэрэглээ бол шил, хөнгөн цагаан, металлургийн флюс үйлдвэрлэх бүрэлдэхүүн хэсэг юм. Энэ нь мөн хүнсний нэмэлтийн үүрэг гүйцэтгэдэг, гэхдээ энэ бодис нь өөрөө аюулгүй гэж нэрлэгдэх боломжгүй: нүд, арьс, ходоод гэдэсний зам, амьсгалын замыг цочроож, биеийн болон биеийн янз бүрийн хэсгүүдэд удаан хугацаагаар хүрэхэд хордлогод хүргэдэг.
Калийн карбонат
Калийн карбонат буюу калийн карбонат (K2CO3) нь эрт дээр үеэс мэдэгдэж байсан бөгөөд 20-р зуун хүртэл үйлдвэрлэлийн чухал ач холбогдлоо хадгалсаар ирсэн. Калийн карбонатыг ургамлын үнснээс уусгаж, дараа нь бүтээгдэхүүнийг цэвэршүүлэх замаар гаргаж авсан. Үндсэндээ Европ, Орос, Хойд Америкийн ой модтой бүс нутагт үйлдвэрлэлээ нутагшуулсан.
Одоо илүү олон хариу үйлдэл мэдэгдэж байнаүр дүнд нь карбонат үүсдэг. Дараах бодисуудыг ихэвчлэн ашигладаг:
- калийн хэт исэл ба бал чулууг 30 хэм хүртэл бага зэрэг халаах (50 хэм хүртэл халаах графитын оронд нүүрстөрөгчийн дутуу ислийг хэрэглэж болно);
- өтгөрүүлсэн калийн гидроксид ба нүүрстөрөгчийн давхар исэл;
- калийн бикарбонатын 100-аас 400 градусын температурт задрах;
- бикарбонат ба төвлөрсөн калийн гидроксид;
- калийн сульфат, кальцийн гидроксид, нүүрстөрөгчийн дутуу ислийг 200 градусын температурт ба даралтын дор, дараа нь үүссэн K(HCOO) бүтээгдэхүүнийг 700 градусын хүчилтөрөгчтэй нийлэгжүүлнэ.
Үйлдвэрлэсэн цагаан бодис нь задралгүй хайлж, усанд анионы хүчтэй гидролиз хийж, хүчтэй шүлтлэг орчин үүсгэж, хүчил, металл бус, тэдгээрийн ислүүдтэй урвалд орж, мөн солилцооны урвалд ордог.
Уг бодис нь хор багатай бөгөөд шингэн саван, пигмент, шил, калийн нэгдлүүдийг үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Үүнийг будах, тариа тарих, гэрэл зураг боловсруулахад ашигладаг. Нэмж дурдахад энэ нь бетоны хөлдөх цэгийг бууруулагч, устөрөгчийн сульфид цэвэрлэгч, усгүйжүүлэгч бодис, хүнсний нэмэлт юм.
Калийн перманганат
Улаан ягаан, бараг хар калийн перманганат нь бараг бүх айлд байдаг тул хүн бүр мэддэг. Хэдийгээр саяхан уг бодисыг урьдал бодис гэж хүлээн зөвшөөрсөн тул худалдан авахад бага зэрэг хязгаарлалт тавьсан. Калийн перманганатыг (KMnO4) авах нь хэд хэдэн аргаар, жишээлбэл, сульфатын харилцан үйлчлэлээр боломжтой байдаг.манган (II) калийн дитионатаас ус ба хүчилтөрөгчтэй. Хэсэг хугацааны дараа катализаторын хувьд мөнгөний нитрат агуулагдах үед энэ хольц нь перманганат, калийн сульфат, түүнчлэн хүхрийн хүчил үүсгэдэг.
Калийн манганатыг хэрэглэхээс бүр илүү олон арга зам бол түүнд дараах бодисыг нэмж болно:
- ус (харвал цаг хугацаа шаардагдана);
- шингэрүүлсэн давсны хүчил;
- нүүрстөрөгчийн давхар исэл;
- хлор.
Мөн манганатыг электролиз хийж анод дээр перманганат үүсгэдэг (катод дээр устөрөгч байх болно).
Үйлдвэрлэсэн бодисын хэрэглээ өргөн. Исэлдүүлэх чадвартай тул антисептик нөлөө үзүүлдэг. Анагаах ухаанд салст бүрхэвчийн үрэвсэлт өвчний үед хоолойгоо зайлах, шархыг угаах, түлэгдэлт, халдвартай шархыг эмчлэх, шархыг эмчлэх, мөн алкалоидтой хордлогын үед бөөлжих эм болгон хэрэглэдэг.
Эсрэг заалт нь хэт мэдрэгшил боловч тунг хэтрүүлэн хэрэглэх нь эрүүл хүнд ч үхэлд хүргэдэг, дундаж хүний үхлийн тун нь ердөө 20-30гр байдаг.
Перманганатыг ашиглахдаа урьдчилан сэргийлэх арга хэмжээ авах шаардлагатай тул бодис нь органик болон шатамхай нэгдлүүд, идэвхтэй металл, металл бус бодисуудтай холилдоход гал авалцдаг. Нэмэлт халаалт нь дэлбэрэлт үүсгэж болзошгүй.
Калийн гидроксид
Давсаас гадна калийн гидроксид маш чухал. Энэ бодис нь шүлтлэгт хамаарнаУусмал болон хайлмал нь цахилгаан гүйдэл дамжуулах чадвартай бодисууд байдаг.
Энэ нэгдлийн өчүүхэн нэр нь идэмхий калий юм. Энэ нь цагаан гигроскопийн бодис шиг харагдаж байна. Түүний шинж чанар нь задралгүйгээр хайлах, буцалгах, хүчтэй шүлтлэг орчин үүсгэн усанд сайн уусах, хүчилээр саармагжуулах, металл ба металл бус, тэдгээрийн исэл ба гидроксид руу урвалд орох зэрэг орно. Калийн гидроксид нь агаараас ус болон нүүрстөрөгчийн давхар ислийг идэвхтэй шингээдэг.
Шүлтээс кали авч болохын адил металлаас гидроксидыг авч болно. Үүнийг хийхийн тулд та зөвхөн цэвэр хэлбэрээр эсвэл хүчилтөрөгчтэй хослуулан ус нэмэх хэрэгтэй. Үүнээс гадна шүлтийг карбонат ба ханасан кальцийн гидроксид эсвэл хлоридын электролизээс гаргаж авч болно. Сүүлийн аргыг аж үйлдвэрийн үйлдвэрлэлд идэвхтэй ашигладаг.
Энэ бодис нь аюултай, арьс, салст бүрхэвчийг шатааж, органик гаралтай бүх материалыг устгадаг. Та арьсаа бээлий, нүдээ нүдний шилээр найдвартай хамгаалснаар л түүнтэй ажиллах боломжтой.
Аюултай хэдий ч шүлтийг гэрэл зураг, газрын тос боловсруулах, хүнс, цаас, металлургийн салбарт өргөн ашигладаг бөгөөд шүлтлэг зай, хүчил саармагжуулагч, катализатор, хий цэвэрлэгч, рН зохицуулагч, электролит, угаалгын нунтаг бүрэлдэхүүн хэсэг, өрөмдлөгийн уусмал зэрэгт өргөн хэрэглэгддэг., будагч бодис, бордоо, калийн органик болон органик бус бодис, пестицид, үүлийг эмчлэх эмийн бэлдмэл, саван, синтетик резин.
Тиймээс кали болон түүн дээр үндэслэсэн нэгдлүүд, ялангуяа давс, гидроксидыг үйлдвэрлэх нь үйлдвэрлэлд ихээхэн ач холбогдолтой бөгөөд өдөр тутмын амьдралд өргөн хэрэглэгддэг. Хамгийн гол нь энэ шүлтлэг металлтай ажиллахдаа аюулгүй байдлын урьдчилан сэргийлэх арга хэмжээг санаж, ашигласан материалыг сайтар хэрэглэх явдал юм. Үүний ачаар аюултай шинж чанаруудаас зайлсхийх боломжтой болно.
