पोटैशियम। पोटैशियम के गुण. पोटैशियम का उपयोग पोटैशियम प्रकृति में कहाँ पाया जाता है?

पोटेशियम पहले समूह के मुख्य उपसमूह का एक तत्व है, रासायनिक तत्वों की आवर्त सारणी की चौथी अवधि, परमाणु क्रमांक 19 के साथ। प्रतीक K (अव्य। कलियम) द्वारा दर्शाया गया है। सरल पदार्थ पोटैशियम (CAS संख्या: 7440-09-7) चांदी-सफेद रंग की एक नरम क्षार धातु है।
प्रकृति में, पोटेशियम केवल अन्य तत्वों के साथ संयोजन में पाया जाता है, उदाहरण के लिए, समुद्री जल में, साथ ही कई खनिजों में भी। यह हवा में बहुत तेजी से ऑक्सीकरण करता है और बहुत आसानी से रासायनिक प्रतिक्रियाओं में प्रवेश करता है, खासकर पानी के साथ, क्षार बनाता है। कई मायनों में, पोटेशियम के रासायनिक गुण सोडियम के समान हैं, लेकिन जीवित जीवों की कोशिकाओं द्वारा जैविक कार्य और उपयोग के संदर्भ में, वे अभी भी भिन्न हैं।

नाम का इतिहास और उत्पत्ति

पोटेशियम (अधिक सटीक रूप से, इसके यौगिक) का उपयोग प्राचीन काल से किया जाता रहा है। इस प्रकार, पोटाश (जिसका उपयोग डिटर्जेंट के रूप में किया जाता था) का उत्पादन 11वीं शताब्दी में ही मौजूद था। पुआल या लकड़ी जलाने पर बनी राख को पानी से उपचारित किया जाता था और परिणामी घोल (लाई) को छानने के बाद वाष्पित कर दिया जाता था। सूखे अवशेषों में, पोटेशियम कार्बोनेट के अलावा, पोटेशियम सल्फेट K2SO4, सोडा और पोटेशियम क्लोराइड KCl शामिल थे।
1807 में, अंग्रेजी रसायनज्ञ डेवी ने पिघले हुए पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड (KOH) के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा पोटेशियम को अलग किया और इसे "पोटेशियम" नाम दिया (लैटिन पोटेशियम; यह नाम अभी भी अंग्रेजी, फ्रेंच, स्पेनिश, पुर्तगाली और पोलिश में उपयोग किया जाता है)। 1809 में, एल. वी. गिल्बर्ट ने "पोटेशियम" (लैटिन कलियम, अरबी अल-काली - पोटाश से) नाम प्रस्तावित किया। यह नाम जर्मन भाषा में प्रवेश किया, वहां से उत्तरी और पूर्वी यूरोप (रूसी सहित) की अधिकांश भाषाओं में और इस तत्व के लिए प्रतीक चुनते समय "जीता" - के।

रसीद

पोटेशियम, अन्य क्षार धातुओं की तरह, पिघले हुए क्लोराइड या क्षार के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा प्राप्त किया जाता है। चूँकि क्लोराइड का गलनांक (600-650 डिग्री सेल्सियस) अधिक होता है, सीधे क्षार का इलेक्ट्रोलिसिस अक्सर सोडा या पोटाश (12% तक) के साथ किया जाता है। पिघले हुए क्लोराइड के इलेक्ट्रोलिसिस के दौरान, पिघला हुआ पोटेशियम कैथोड पर छोड़ा जाता है, और क्लोरीन एनोड पर छोड़ा जाता है:
के + + ई - → के
2सीएल - − 2ई - → सीएल 2

क्षार के इलेक्ट्रोलिसिस के दौरान, पिघला हुआ पोटेशियम भी कैथोड पर छोड़ा जाता है, और ऑक्सीजन एनोड पर छोड़ा जाता है:
4OH - − 4e - → 2H 2 O + O 2

पिघलने से पानी जल्दी वाष्पित हो जाता है। पोटेशियम को क्लोरीन या ऑक्सीजन के साथ परस्पर क्रिया करने से रोकने के लिए कैथोड तांबे का बना होता है और उसके ऊपर एक तांबे का सिलेंडर रखा जाता है। परिणामस्वरूप पोटेशियम को एक सिलेंडर में पिघले हुए रूप में एकत्र किया जाता है। एनोड को निकेल (क्षार के इलेक्ट्रोलिसिस के लिए) या ग्रेफाइट (क्लोराइड्स के इलेक्ट्रोलिसिस के लिए) के सिलेंडर के रूप में भी बनाया जाता है।

भौतिक गुण

पोटेशियम एक चांदी जैसा पदार्थ है जिसकी ताजा बनी सतह पर एक विशेष चमक होती है। बहुत हल्का और फ़्यूज़िबल. यह पारे में अपेक्षाकृत अच्छी तरह से घुल जाता है, जिससे मिश्रण बनता है। जब पोटेशियम (साथ ही इसके यौगिक) को बर्नर की लौ में मिलाया जाता है, तो यह लौ को एक विशिष्ट गुलाबी-बैंगनी रंग में रंग देता है।

रासायनिक गुण

मौलिक पोटेशियम, अन्य क्षार धातुओं की तरह, विशिष्ट धात्विक गुण प्रदर्शित करता है और रासायनिक रूप से बहुत सक्रिय और एक मजबूत कम करने वाला एजेंट है। हवा में, यौगिकों (ऑक्साइड और कार्बोनेट) की फिल्मों के निर्माण के कारण ताजा कट जल्दी से फीका पड़ जाता है। वायुमंडल के साथ लंबे समय तक संपर्क में रहने पर यह पूरी तरह नष्ट हो सकता है। पानी के साथ विस्फोटक प्रतिक्रिया करता है। इसकी सतह पर हवा और पानी के संपर्क को रोकने के लिए इसे गैसोलीन, मिट्टी के तेल या सिलिकॉन की एक परत के नीचे संग्रहित किया जाना चाहिए। पोटेशियम Na, Tl, Sn, Pb, Bi के साथ इंटरमेटेलिक यौगिक बनाता है।

पोटेशियम यौगिक, अपने निकटतम रासायनिक एनालॉग - सोडियम की तरह, प्राचीन काल से ज्ञात हैं और मानव गतिविधि के विभिन्न क्षेत्रों में इसका उपयोग पाया गया है। हालाँकि, इन धातुओं को पहली बार स्वतंत्र अवस्था में 1807 में अंग्रेजों द्वारा किए गए प्रयोगों के दौरान ही पृथक किया गया था। वैज्ञानिक जी. डेवी. थोड़े नम ठोस क्षार के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा, मुक्त धातुएँ - पोटेशियम और सोडियम - प्राप्त की गईं। डेवी ने नई धातु को पोटेशियम कहा, लेकिन यह नाम टिक नहीं पाया।

धातु के गॉडफादर "एनालेन डी फिजिक" पत्रिका के प्रसिद्ध प्रकाशक गिल्बर्ट निकले, जिन्होंने "पोटेशियम" नाम प्रस्तावित किया; इसे जर्मनी और रूस में अपनाया गया। दोनों नाम उन शब्दों से आए हैं जिनका उपयोग पोटेशियम धातु की खोज से बहुत पहले किया गया था।

पोटेशियम शब्द पोटाश शब्द से लिया गया है, जो संभवतः 16वीं शताब्दी में सामने आया था। यह 17वीं शताब्दी के उत्तरार्ध में वैन हेल्मोंट में पाया जाता है। रूस, इंग्लैंड और हॉलैंड में एक वाणिज्यिक उत्पाद - पोटाश - के नाम के रूप में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। रूसी में अनुवादित, पोटाश शब्द का अर्थ है "बर्तन की राख या बर्तन में उबली हुई राख"; XVI - XVII सदियों में। लकड़ी की राख से भारी मात्रा में पोटाश प्राप्त होता था, जिसे बड़े बॉयलरों में उबाला जाता था। पोटाश का उपयोग मुख्य रूप से साक्षर (शुद्ध) शोरा तैयार करने के लिए किया जाता था, जिसका उपयोग बारूद बनाने के लिए किया जाता था। विशेष रूप से बहुत सारे पोटाश का उत्पादन रूस में, अरज़मास और अर्दातोव के पास के जंगलों में मोबाइल कारखानों (मैदान) में किया जाता था, जो ज़ार अलेक्सी मिखाइलोविच के एक रिश्तेदार, एक करीबी बोयार बी.आई. मोरोज़ोव के थे।

जहां तक ​​पोटेशियम शब्द की बात है, यह अरबी शब्द क्षार (क्षारीय पदार्थ) से आया है। मध्य युग में, क्षार, या, जैसा कि उन्होंने तब कहा था, क्षारीय लवण, एक दूसरे से लगभग अप्रभेद्य थे और उन्हें ऐसे नामों से बुलाया जाता था जिनका अर्थ समान था: नैट्रॉन, बोरेक्स, वेरेक, आदि। काली (क़िला) शब्द पाया गया था लगभग 850 अरब लेखकों के बाद, क़ाली (अल-क़ाली) शब्द का इस्तेमाल किया जाने लगा, जो कुछ पौधों की राख से प्राप्त उत्पाद को दर्शाता था; अरबी क़िलजिन या क़लजान (राख) और क़लाज (जला) इन शब्दों से जुड़े हैं। एट्रोकैमिस्ट्री के युग में, क्षार को "स्थिर" और "अस्थिर" में विभाजित किया जाने लगा। 17वीं सदी में क्षार फिक्सम मिनरेल (खनिज स्थिर क्षार या कास्टिक सोडा), क्षार फिक्सम नाम हैं। वनस्पति (वनस्पति स्थिर क्षार या पोटाश और कास्टिक पोटेशियम), साथ ही क्षार वाष्पशील (वाष्पशील क्षार या NH3)। ब्लैक ने कास्टिक और नरम, या कार्बोनिक, क्षार के बीच अंतर स्थापित किया। क्षार सरल पिंडों की तालिका में दिखाई नहीं देते हैं, लेकिन तालिका के एक नोट में लावोइसियर ने संकेत दिया है कि स्थिर क्षार (पोटाश और सोडा) संभवतः जटिल पदार्थ हैं, हालांकि उनके घटक भागों की प्रकृति का अभी तक अध्ययन नहीं किया गया है। 19वीं सदी की पहली तिमाही के रूसी रासायनिक साहित्य में। पोटेशियम को पोटेशियम (सोलोविएव, 1824), पोटाश (स्ट्राखोवॉय, 1825), पोटाश (शचेग्लोव, 1830) कहा जाता था; 1828 में पहले से ही "डिविगुबस्की स्टोर" में पोटाश (पोटाश सल्फेट) नाम के साथ, पोटेशियम (कास्टिक पोटेशियम, नमक पोटेशियम, आदि) नाम पाया जाता है। हेस की पाठ्यपुस्तक के प्रकाशन के बाद पोटेशियम नाम आम तौर पर स्वीकृत हो गया।

- पहले समूह के मुख्य उपसमूह का एक तत्व, डी.आई. मेंडेलीव के रासायनिक तत्वों की आवधिक प्रणाली की चौथी अवधि, परमाणु संख्या 19 के साथ। प्रतीक K (lat. Kalium) द्वारा निरूपित। सरल पदार्थ पोटेशियम (CAS संख्या: 7440-09-7) चांदी-सफेद रंग वाली एक नरम क्षार धातु है। प्रकृति में, पोटेशियम केवल अन्य तत्वों के साथ संयोजन में पाया जाता है, उदाहरण के लिए, समुद्री जल में, साथ ही कई खनिजों में भी। यह हवा में बहुत तेजी से ऑक्सीकरण करता है और बहुत आसानी से रासायनिक प्रतिक्रियाओं में प्रवेश करता है, खासकर पानी के साथ, क्षार बनाता है। कई मायनों में, पोटेशियम के रासायनिक गुण सोडियम के समान हैं, लेकिन जीवित जीवों की कोशिकाओं द्वारा जैविक कार्य और उपयोग के संदर्भ में, वे अभी भी भिन्न हैं। पोटेशियम नाम का इतिहास और उत्पत्ति

पोटेशियम (अधिक सटीक रूप से, इसके यौगिक) का उपयोग प्राचीन काल से किया जाता रहा है। इस प्रकार, पोटाश (जिसका उपयोग डिटर्जेंट के रूप में किया जाता था) का उत्पादन 11वीं शताब्दी में ही मौजूद था। पुआल या लकड़ी जलाने पर बनी राख को पानी से उपचारित किया जाता था और परिणामी घोल (लाई) को छानने के बाद वाष्पित कर दिया जाता था। सूखे अवशेषों में, पोटेशियम कार्बोनेट के अलावा, पोटेशियम सल्फेट K2SO4, सोडा और पोटेशियम क्लोराइड KCl शामिल थे।

1807 में, अंग्रेजी रसायनज्ञ डेवी ने ठोस पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड (KOH) के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा पोटेशियम को अलग किया और इसे नाम दिया "पोटेशियम"(अव्य. पोटैशियम; यह नाम अभी भी अंग्रेजी, फ्रेंच, स्पेनिश, पुर्तगाली और पोलिश में उपयोग किया जाता है)। 1809 में, एल. वी. गिल्बर्ट ने "पोटेशियम" (अव्य.) नाम प्रस्तावित किया। पोटैशियम, अरबी से. अल-काली - पोटाश)। यह नाम जर्मन भाषा में प्रवेश किया, वहां से उत्तरी और पूर्वी यूरोप (रूसी समेत) की अधिकांश भाषाओं में और इस तत्व के लिए प्रतीक चुनते समय "जीता" - क.

प्रकृति में पोटैशियम की उपस्थिति

मुक्त अवस्था में नहीं पाया जाता। पोटेशियम सिल्विनाइट KCl NaCl, कार्नेलाइट KCl MgCl 2 6H 2 O, केनाइट KCl MgSO 4 6H 2 O का हिस्सा है, और कार्बोनेट K 2 CO 3 (पोटाश) के रूप में कुछ पौधों की राख में भी मौजूद है। पोटेशियम सभी कोशिकाओं में पाया जाता है (नीचे अनुभाग देखें)। जैविक भूमिका).

पोटैशियम - पोटैशियम प्राप्त करना

पोटेशियम, अन्य क्षार धातुओं की तरह, पिघले हुए क्लोराइड या क्षार के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा प्राप्त किया जाता है। चूँकि क्लोराइड का गलनांक (600-650 डिग्री सेल्सियस) अधिक होता है, सीधे क्षार का इलेक्ट्रोलिसिस अक्सर सोडा या पोटाश (12% तक) के साथ किया जाता है। पिघले हुए क्लोराइड के इलेक्ट्रोलिसिस के दौरान, पिघला हुआ पोटेशियम कैथोड पर छोड़ा जाता है, और क्लोरीन एनोड पर छोड़ा जाता है:
के + + ई − → के
2Cl − − 2e − → सीएल 2

क्षार के इलेक्ट्रोलिसिस के दौरान, पिघला हुआ पोटेशियम भी कैथोड पर छोड़ा जाता है, और ऑक्सीजन एनोड पर छोड़ा जाता है:
4OH − − 4e − → 2H 2 O + O 2

पिघलने से पानी जल्दी वाष्पित हो जाता है। पोटेशियम को क्लोरीन या ऑक्सीजन के साथ परस्पर क्रिया करने से रोकने के लिए कैथोड तांबे का बना होता है और उसके ऊपर एक तांबे का सिलेंडर रखा जाता है। परिणामस्वरूप पोटेशियम को एक सिलेंडर में पिघले हुए रूप में एकत्र किया जाता है। एनोड को निकेल (क्षार के इलेक्ट्रोलिसिस के लिए) या ग्रेफाइट (क्लोराइड्स के इलेक्ट्रोलिसिस के लिए) के सिलेंडर के रूप में भी बनाया जाता है।

पोटेशियम के भौतिक गुण

पोटेशियम एक चांदी जैसा पदार्थ है जिसकी ताजा बनी सतह पर एक विशेष चमक होती है। बहुत हल्का और फ़्यूज़िबल. यह पारे में अपेक्षाकृत अच्छी तरह से घुल जाता है, जिससे मिश्रण बनता है। जब पोटेशियम (साथ ही इसके यौगिक) को बर्नर की लौ में मिलाया जाता है, तो यह लौ को एक विशिष्ट गुलाबी-बैंगनी रंग में रंग देता है।

पोटैशियम के रासायनिक गुण

पोटेशियम, अन्य क्षार धातुओं की तरह, विशिष्ट धात्विक गुण प्रदर्शित करता है और रासायनिक रूप से बहुत सक्रिय है, आसानी से इलेक्ट्रॉन दान करता है।

एक मजबूत कम करने वाला एजेंट है। यह ऑक्सीजन के साथ इतनी सक्रियता से संयोजित होता है कि कोई ऑक्साइड नहीं, बल्कि पोटेशियम सुपरऑक्साइड KO 2 (या K 2 O 4) बनता है। हाइड्रोजन वातावरण में गर्म करने पर पोटेशियम हाइड्राइड KH बनता है। यह सभी गैर-धातुओं के साथ अच्छी तरह से संपर्क करता है, हैलाइड, सल्फाइड, नाइट्राइड, फॉस्फाइड आदि बनाता है, साथ ही पानी जैसे जटिल पदार्थों (प्रतिक्रिया विस्फोटक रूप से होती है), विभिन्न ऑक्साइड और लवण के साथ भी करता है। इस मामले में, वे अन्य धातुओं को मुक्त अवस्था में कम कर देते हैं।

पोटेशियम मिट्टी के तेल की एक परत के नीचे संग्रहित होता है।

पोटेशियम ऑक्साइड और पोटेशियम पेरोक्साइड

जब पोटेशियम वायुमंडलीय ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करता है, तो यह ऑक्साइड नहीं, बल्कि पेरोक्साइड और सुपरऑक्साइड बनाता है:

पोटेशियम ऑक्साइडबहुत कम ऑक्सीजन वाले वातावरण में धातु को 180 डिग्री सेल्सियस से अधिक तापमान तक गर्म करके या पोटेशियम धातु के साथ पोटेशियम सुपरऑक्साइड के मिश्रण को गर्म करके प्राप्त किया जा सकता है:

पोटेशियम ऑक्साइड ने मूल गुणों का उच्चारण किया है और पानी, एसिड और एसिड ऑक्साइड के साथ हिंसक प्रतिक्रिया करते हैं। इनका कोई व्यावहारिक महत्व नहीं है. पेरोक्साइड पीले-सफेद पाउडर होते हैं, जो पानी में घुलनशील होते हैं, क्षार और हाइड्रोजन पेरोक्साइड बनाते हैं:

ऑक्सीजन के लिए कार्बन डाइऑक्साइड का आदान-प्रदान करने की क्षमता का उपयोग गैस मास्क और पनडुब्बियों पर इन्सुलेशन में किया जाता है। पोटेशियम सुपरऑक्साइड और सोडियम पेरोक्साइड का एक समतुल्य मिश्रण अवशोषक के रूप में उपयोग किया जाता है। यदि मिश्रण समदावक नहीं है, तो सोडियम पेरोक्साइड की अधिकता की स्थिति में, छोड़ी गई गैस की तुलना में अधिक गैस अवशोषित की जाएगी (सीओ 2 की दो मात्रा को अवशोषित करने पर, ओ 2 की एक मात्रा निकलती है), और एक सीमित स्थान में दबाव गिर जाएगा, और पोटेशियम सुपरऑक्साइड की अधिकता की स्थिति में (सीओ 2 की दो मात्राओं को अवशोषित करने पर ओ 2 की तीन मात्राएं निकलती हैं) अवशोषित से अधिक गैस निकलती है, और दबाव बढ़ जाएगा।

एक समदाब मिश्रण (Na 2 O 2:K 2 O 4 = 1:1) के मामले में, अवशोषित और जारी गैसों की मात्रा बराबर होगी (जब CO 2 की चार मात्रा अवशोषित होती है, तो O 2 की चार मात्रा निकलती है) ).

पेरोक्साइड मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट हैं, इसलिए उनका उपयोग कपड़ा उद्योग में कपड़ों को ब्लीच करने के लिए किया जाता है।

पेरोक्साइड कार्बन डाइऑक्साइड से मुक्त हवा में धातुओं को कैल्सीन करके प्राप्त किए जाते हैं।

पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड

पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड (या कास्टिक पोटेशियम) कठोर सफेद अपारदर्शी, अत्यधिक हीड्रोस्कोपिक क्रिस्टल हैं जो 360 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर पिघलते हैं। पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड एक क्षार है। यह पानी में अच्छी तरह घुल जाता है और बड़ी मात्रा में गर्मी छोड़ता है। 100 ग्राम पानी में 20 डिग्री सेल्सियस पर पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड की घुलनशीलता 112 ग्राम है।

पोटैशियम का उपयोग

• पोटेशियम और सोडियम का एक मिश्र धातु, कमरे के तापमान पर तरल, बंद प्रणालियों में शीतलक के रूप में उपयोग किया जाता है, उदाहरण के लिए, तेज़ न्यूट्रॉन परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में। इसके अलावा, रुबिडियम और सीज़ियम के साथ इसके तरल मिश्र धातुओं का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। सोडियम 12%, पोटैशियम 47%, सीज़ियम 41% की संरचना वाले मिश्रधातु का गलनांक रिकॉर्ड -78 डिग्री सेल्सियस कम है।
• पोटेशियम यौगिक सबसे महत्वपूर्ण बायोजेनिक तत्व हैं और इसलिए इन्हें उर्वरक के रूप में उपयोग किया जाता है।
• इलेक्ट्रोप्लेटिंग में पोटेशियम नमक का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है क्योंकि, उनकी अपेक्षाकृत उच्च लागत के बावजूद, वे अक्सर संबंधित सोडियम नमक की तुलना में अधिक घुलनशील होते हैं, और इसलिए बढ़े हुए वर्तमान घनत्व पर इलेक्ट्रोलाइट्स का गहन संचालन प्रदान करते हैं।

महत्वपूर्ण संबंध

बर्नर की लौ में पोटेशियम आयनों का बैंगनी रंग जलता है

• पोटेशियम ब्रोमाइड का उपयोग दवा में और तंत्रिका तंत्र के लिए शामक के रूप में किया जाता है।
• पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड (कास्टिक पोटाश) - क्षारीय बैटरी में और गैसों को सुखाते समय उपयोग किया जाता है।
• पोटेशियम कार्बोनेट (पोटाश) - कांच बनाने में उर्वरक के रूप में उपयोग किया जाता है।
• पोटेशियम क्लोराइड (सिल्विन, "पोटेशियम नमक") - उर्वरक के रूप में उपयोग किया जाता है।
• पोटेशियम नाइट्रेट (पोटेशियम नाइट्रेट) एक उर्वरक है, जो काले पाउडर का एक घटक है।
• पोटेशियम परक्लोरेट और क्लोरेट (बर्थोलेट नमक) का उपयोग माचिस, रॉकेट पाउडर, प्रकाश शुल्क, विस्फोटक और इलेक्ट्रोप्लेटिंग के उत्पादन में किया जाता है।
• पोटेशियम डाइक्रोमेट (क्रोमपिक) एक मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट है, जिसका उपयोग रासायनिक बर्तन धोने और चमड़े के प्रसंस्करण (टैनिंग) में "क्रोमियम मिश्रण" तैयार करने के लिए किया जाता है। इसका उपयोग एसिटिलीन पौधों में अमोनिया, हाइड्रोजन सल्फाइड और फॉस्फीन से एसिटिलीन को शुद्ध करने के लिए भी किया जाता है।
• पोटेशियम परमैंगनेट एक मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट है, जिसका उपयोग दवा में एंटीसेप्टिक के रूप में और ऑक्सीजन के प्रयोगशाला उत्पादन के लिए किया जाता है।
• पीजोइलेक्ट्रिक के रूप में सोडियम पोटेशियम टार्ट्रेट (रोशेल नमक)।
• लेजर तकनीक में एकल क्रिस्टल के रूप में पोटेशियम डाइहाइड्रोजन फॉस्फेट और डिड्यूटेरोफॉस्फेट।
• पोटेशियम पेरोक्साइड और पोटेशियम सुपरऑक्साइड का उपयोग पनडुब्बियों में वायु पुनर्जनन और इन्सुलेट गैस मास्क (ऑक्सीजन छोड़ने के लिए कार्बन डाइऑक्साइड को अवशोषित) में किया जाता है।
• पोटेशियम फ्लोरोबोरेट सोल्डरिंग स्टील्स और अलौह धातुओं के लिए एक महत्वपूर्ण प्रवाह है।
• पोटेशियम साइनाइड का उपयोग इलेक्ट्रोप्लेटिंग (सिल्वरिंग, गिल्डिंग), सोने के खनन और स्टील के नाइट्रोकार्बराइजिंग में किया जाता है।
• पोटेशियम, पोटेशियम पेरोक्साइड के साथ, हाइड्रोजन और ऑक्सीजन में पानी के थर्मोकेमिकल अपघटन में उपयोग किया जाता है (पोटेशियम चक्र "गज़ डी फ्रांस", फ्रांस)।

जैविक भूमिका

पोटेशियम सबसे महत्वपूर्ण बायोजेनिक तत्व है, खासकर पौधे की दुनिया में। यदि मिट्टी में पोटेशियम की कमी हो तो पौधों का विकास बहुत खराब हो जाता है, उपज कम हो जाती है, इसलिए निकाले गए पोटेशियम नमक का लगभग 90% उर्वरक के रूप में उपयोग किया जाता है।

मानव शरीर में पोटेशियम

पोटेशियम ज्यादातर कोशिकाओं में पाया जाता है, अंतरकोशिकीय स्थान की तुलना में 40 गुना अधिक। जैसे-जैसे कोशिकाएं कार्य करती हैं, अतिरिक्त पोटेशियम साइटोप्लाज्म छोड़ देता है, इसलिए एकाग्रता बनाए रखने के लिए इसे सोडियम-पोटेशियम पंप के माध्यम से वापस पंप किया जाना चाहिए।

पोटेशियम और सोडियम कार्यात्मक रूप से एक दूसरे से संबंधित हैं और निम्नलिखित कार्य करते हैं:

• झिल्ली क्षमता और मांसपेशियों के संकुचन की घटना के लिए स्थितियां बनाना।
• रक्त आसमाटिक एकाग्रता को बनाए रखना।
• अम्ल-क्षार संतुलन बनाए रखना।
• जल संतुलन का सामान्यीकरण।
• झिल्ली परिवहन सुनिश्चित करना।
• विभिन्न एंजाइमों का सक्रियण।
• हृदय ताल का सामान्यीकरण।

पोटेशियम की अनुशंसित दैनिक खुराक बच्चों के लिए 600 से 1700 मिलीग्राम और वयस्कों के लिए 1800 से 5000 मिलीग्राम तक है। पोटेशियम की आवश्यकता शरीर के कुल वजन, शारीरिक गतिविधि, शारीरिक स्थिति और निवास स्थान की जलवायु पर निर्भर करती है। उल्टी, लंबे समय तक दस्त, अत्यधिक पसीना आना और मूत्रवर्धक के उपयोग से शरीर में पोटेशियम की आवश्यकता बढ़ जाती है।

मुख्य खाद्य स्रोत सूखे खुबानी, तरबूज, सेम, कीवी, आलू, एवोकाडो, केले, ब्रोकोली, जिगर, दूध, नट बटर, खट्टे फल, अंगूर हैं। मछली और डेयरी उत्पादों में भरपूर मात्रा में पोटैशियम होता है।

अवशोषण छोटी आंत में होता है। पोटेशियम का अवशोषण विटामिन बी 6 द्वारा सुगम होता है, और शराब द्वारा जटिल होता है।

पोटेशियम की कमी से हाइपोकैलिमिया विकसित होता है। हृदय और कंकाल की मांसपेशियों के कामकाज में गड़बड़ी उत्पन्न होती है। लंबे समय तक पोटेशियम की कमी से तीव्र तंत्रिकाशूल हो सकता है।

पोटेशियम एक मौलिक पदार्थ, एक धातु है, जो इतना सक्रिय है कि यह प्रकृति में डली के रूप में नहीं पाया जाता है। पोटेशियम खनिजों और समुद्री जल, पौधों और जानवरों के जीवों में शामिल है, और प्रचुर मात्रा में 7वें स्थान पर है। इसका अत्यधिक बायोजेनिक महत्व है, क्योंकि यह जीवित कोशिकाओं के कामकाज के लिए आवश्यक है।

पोटेशियम के भौतिक और रासायनिक गुण

पोटेशियम एक नरम पदार्थ है (चाकू से काटा जा सकता है), चांदी जैसा रंग, हल्का (पानी से हल्का), गलने योग्य। गुलाबी-बैंगनी लौ से जलता है।

एक क्षार धातु जो ऑक्सीजन, पानी, हैलोजन और तनु एसिड के साथ सक्रिय रूप से प्रतिक्रिया करती है; प्रतिक्रियाएं अक्सर विस्फोट के साथ होती हैं। नाइट्रोजन के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता. क्षार और अल्कोहल के साथ प्रतिक्रिया करता है।

शुद्ध पोटेशियम के साथ काम करने के लिए सुरक्षात्मक उपकरणों के उपयोग की आवश्यकता होती है, क्योंकि त्वचा या आंखों पर सबसे छोटे कणों के संपर्क में आने से भी गंभीर जलन होती है।

पोटेशियम को सीलबंद लोहे के बर्तनों में ऐसे पदार्थों की एक परत के नीचे संग्रहित किया जाना चाहिए जो हवा के संपर्क को रोकते हैं: खनिज तेल, सिलिकॉन, निर्जलित मिट्टी का तेल।

पोटेशियम और उसके यौगिकों का उपयोग

शुद्ध धातु के रूप में, पदार्थ का उपयोग सीमित क्षेत्रों में किया जाता है:
- कुछ वर्तमान स्रोतों में इलेक्ट्रोड इससे बनाए जाते हैं;
- इलेक्ट्रॉन ट्यूबों में गैस अवशोषक के रूप में उपयोग किया जाता है जो वैक्यूम बनाए रखता है; फोटोकल्स में, गैस-डिस्चार्ज लैंप और उपकरणों में, थर्मिओनिक कन्वर्टर्स में, फोटोमल्टीप्लायरों में;
- सुपरऑक्साइड के उत्पादन के लिए;
- पोटेशियम-40 आइसोटोप का उपयोग करके चट्टानों की आयु की गणना की जाती है;
- कृत्रिम आइसोटोप पोटेशियम-42 का उपयोग चिकित्सा और जीव विज्ञान में रेडियोधर्मी ट्रेसर के रूप में किया जाता है;
- पोटेशियम और सोडियम का एक मिश्र धातु - सामान्य परिस्थितियों में एक तरल पदार्थ, जिसका उपयोग परमाणु रिएक्टरों में शीतलक के रूप में किया जाता है। अन्य तरल पोटेशियम मिश्र धातुओं का भी उपयोग किया जाता है।

विभिन्न पोटेशियम यौगिकों की मांग बहुत अधिक है।
- चिकित्सा पद्धति में पोटेशियम क्लोराइड, पोटेशियम आयोडाइड, परमैंगनेट और पोटेशियम ब्रोमाइड का उपयोग किया जाता है। जटिल विटामिन-खनिज तैयारियों में पोटेशियम आवश्यक रूप से शामिल है। हमारे शरीर को हृदय सहित मांसपेशियों के कार्य के लिए इसकी आवश्यकता होती है; संतुलित रक्त संरचना, पानी और एसिड-बेस संतुलन बनाए रखने के लिए।
- उद्योग द्वारा प्राप्त पोटेशियम का बड़ा हिस्सा (90% से अधिक) पोटाश उर्वरकों के उत्पादन में जाता है, जो पौधों के विकास के लिए महत्वपूर्ण हैं। इस प्रयोजन के लिए, कृषि में विभिन्न पोटेशियम लवणों का उपयोग किया जाता है। सबसे लोकप्रिय नाइट्रिक एसिड का पोटेशियम नमक है, जिसे पोटेशियम नाइट्रेट, भारतीय या पोटेशियम नाइट्रेट के रूप में जाना जाता है।
- KOH (पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड) का उपयोग बैटरी में गैसों को सुखाने के लिए किया जाता है।
- पोटाश (पोटेशियम कार्बोनेट) का उपयोग पोटाश ऑप्टिकल ग्लास के उत्पादन में, उर्वरकों के उत्पादन में, गैस शोधन, सुखाने और चमड़े को कम करने की प्रक्रियाओं में किया जाता है।
- पोटेशियम पेरोक्साइड और सुपरऑक्साइड कार्बन डाइऑक्साइड को अवशोषित करते हैं और ऑक्सीजन छोड़ते हैं। इस संपत्ति का उपयोग गैस मास्क, खदानों, पनडुब्बियों और अंतरिक्ष यान में ऑक्सीजन को पुनर्जीवित करने के लिए किया जाता है।
- पेरोक्साइड का उपयोग करके कपड़ों को ब्लीच किया जाता है।
- पोटेशियम यौगिक विभिन्न विस्फोटकों और ज्वलनशील पदार्थों का हिस्सा हैं।
- पोटेशियम परमैंगनेट का उपयोग O2 के प्रयोगशाला उत्पादन के लिए किया जाता है।
- पोटेशियम यौगिकों का उपयोग इलेक्ट्रोप्लेटिंग और कार्बनिक संश्लेषण में, लेजर तकनीक और फोटोग्राफी में, एसिटिलीन और स्टील्स और पीजोइलेक्ट्रॉनिक्स के उत्पादन में किया जाता है। इनका उपयोग अलौह धातुओं और स्टील्स को टांका लगाने और रासायनिक बर्तन धोने के लिए किया जाता है।

पोटेशियम आयोडाइड, पोटेशियम नाइट्रेट, पोटेशियम कार्बोनेट पोटेशियम यौगिकों का केवल एक छोटा सा हिस्सा है जो हमारे रासायनिक अभिकर्मकों की दुकान प्रदान करती है। मॉस्को और मॉस्को क्षेत्र में, प्राइम केमिकल्स ग्रुप से प्रयोगशालाओं और उत्पादन के लिए सामान खरीदना सुविधाजनक और लाभदायक है। हमारे पास उत्कृष्ट सेवा, डिलीवरी और पिकअप विकल्प हैं।

पोटेशियम (लैटिन कलियम), के, आवर्त सारणी के लघु रूप (लंबे रूप का समूह 1) के समूह I का रासायनिक तत्व; परमाणु संख्या 19; परमाणु द्रव्यमान 39.0983; क्षार धातुओं को संदर्भित करता है। प्राकृतिक पोटेशियम में तीन आइसोटोप होते हैं: 39 K (93.2581%), 40 K (0.0117%; कमजोर रेडियोधर्मी, T 1/2 1.277 10 9 वर्ष, β-क्षय 40 Ca तक), 41 K (6.7302%)। द्रव्यमान संख्या 32-54 वाले रेडियोआइसोटोप कृत्रिम रूप से प्राप्त किए गए हैं।

ऐतिहासिक सन्दर्भ.कुछ पोटेशियम यौगिक प्राचीन काल में ज्ञात थे, उदाहरण के लिए, पोटेशियम कार्बोनेट K 2 CO 3 (तथाकथित पौधा क्षार) को लकड़ी की राख से अलग किया जाता था और साबुन बनाने में उपयोग किया जाता था। धात्विक पोटैशियम को पहली बार जी. डेवी ने 1807 में गीले ठोस KOH हाइड्रॉक्साइड के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा प्राप्त किया था और इसे पोटैशियम (अंग्रेजी पोटैशियम से अंग्रेजी पोटाश - पोटेशियम कार्बोनेट का नाम) नाम दिया गया था। 1809 में, "पोटेशियम" (अरबी अल-काली - पोटाश से) नाम प्रस्तावित किया गया था। "पोटेशियम" नाम ग्रेट ब्रिटेन, अमेरिका, फ्रांस और अन्य देशों में संरक्षित किया गया है। रूस में, 1840 से, "पोटेशियम" नाम का उपयोग किया गया है, जिसे जर्मनी, ऑस्ट्रिया और स्कैंडिनेवियाई देशों में भी अपनाया गया है।

प्रकृति में व्यापकता. पृथ्वी की पपड़ी में पोटैशियम की मात्रा भार के अनुसार 2.6% है। पोटेशियम प्रकृति में स्वतंत्र अवस्था में नहीं होता है। पोटेशियम नेफलाइन और ल्यूसाइट सिलिकेट्स, फेल्डस्पार (उदाहरण के लिए, ऑर्थोक्लेज़), और माइकास (उदाहरण के लिए, मस्कोवाइट) में महत्वपूर्ण मात्रा में पाया जाता है। स्वयं के पोटेशियम खनिज - सिल्वाइट, सिल्विनाइट, कार्नलाइट, केनाइट, लैंगबीनाइट K 2 SO 4 ∙2MgSO 4 प्राकृतिक पोटेशियम लवण के बड़े संचय बनाते हैं। पानी और कार्बन डाइऑक्साइड की क्रिया के परिणामस्वरूप, पोटेशियम घुलनशील यौगिकों में बदल जाता है, जो आंशिक रूप से समुद्र में ले जाया जाता है और आंशिक रूप से मिट्टी द्वारा बनाए रखा जाता है। पोटेशियम लवण नमक झीलों और भूमिगत नमकीन पानी में भी पाए जाते हैं।

गुण. पोटैशियम परमाणु के बाहरी इलेक्ट्रॉन कोश का विन्यास 4s 1 है; यौगिकों में +1 की ऑक्सीकरण अवस्था प्रदर्शित होती है; आयनीकरण ऊर्जाएँ K 0 →K + →K 2+ क्रमशः 4.3407 और 31.8196 eV हैं; पॉलिंग इलेक्ट्रोनगेटिविटी 0.82; परमाणु त्रिज्या 220 अपराह्न, K + आयन की त्रिज्या 152 अपराह्न (समन्वय संख्या 6)।

पोटेशियम एक चांदी-सफेद नरम धातु है; शरीर-केंद्रित घन क्रिस्टल जाली; टी पिघल 63.38 डिग्री सेल्सियस, टी उबाल 759 डिग्री सेल्सियस, घनत्व 856 किग्रा/मीटर 3 (20 डिग्री सेल्सियस); 298 K पर ताप क्षमता 29.60 J/(mol K) है।

पोटेशियम को दबाया और लपेटा जा सकता है, चाकू से आसानी से काटा जा सकता है और कम तापमान पर प्लास्टिसिटी बरकरार रखी जा सकती है; ब्रिनेल कठोरता 0.4 एमपीए।

पोटेशियम उच्च रासायनिक गतिविधि की एक धातु है (पोटेशियम गैसोलीन, मिट्टी के तेल या खनिज तेल की एक परत के नीचे संग्रहीत होता है)। सामान्य परिस्थितियों में, पोटेशियम ऑक्सीजन के साथ परस्पर क्रिया करता है (K 2 O ऑक्साइड, K 2 O 2 पेरोक्साइड, सुपरऑक्साइड KO 2 बनता है - मुख्य उत्पाद), हैलोजन (संबंधित पोटेशियम हैलाइड), गर्म होने पर - सल्फर (K 2 S सल्फाइड) के साथ। सेलेनियम (सेलेनाइड K 2 Se), टेल्यूरियम (K 2 Te टेलुराइड), नाइट्रोजन वातावरण में फॉस्फोरस के साथ (फॉस्फाइड K 3 P और K 2 P5), कार्बन (संरचना KS 8 - KS 60 के स्तरित यौगिक), हाइड्रोजन (KN) हाइड्राइड)। पोटेशियम नाइट्रोजन के साथ तभी संपर्क करता है जब विद्युत निर्वहन के संपर्क में आता है (केएन 3 एज़ाइड और के 3 एन नाइट्राइड कम मात्रा में बनते हैं)। पोटेशियम कुछ धातुओं के साथ प्रतिक्रिया करता है, जिससे इंटरमेटेलिक यौगिक या ठोस समाधान (पोटेशियम मिश्र धातु) बनता है। उच्च रासायनिक गतिविधि की विशेषता वाले सोडियम युक्त मिश्र धातु सबसे बड़े व्यावहारिक महत्व के हैं; निष्क्रिय वातावरण में धातुओं को मिश्रित करके या KOH हाइड्रॉक्साइड या KCl क्लोराइड पर धात्विक सोडियम की क्रिया द्वारा प्राप्त किया जाता है।

पोटेशियम धातु एक मजबूत कम करने वाला एजेंट है: यह पानी के साथ (सामान्य परिस्थितियों में विस्फोट और धातु के प्रज्वलन के साथ) तेजी से प्रतिक्रिया करता है (पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड KOH बनता है), एसिड के साथ हिंसक रूप से प्रतिक्रिया करता है (कभी-कभी विस्फोट के साथ) (संबंधित लवण बनते हैं, के लिए) उदाहरण के लिए पोटेशियम डाइक्रोमेट, पोटेशियम नाइट्रेट, पोटेशियम परमैंगनेट, पोटेशियम फॉस्फेट, पोटेशियम साइनाइड), तत्वों में B, Si, Al, Ag, Bi, Co, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, Sn, Ti के ऑक्साइड को कम करता है; अन्य धातुओं के सल्फेट्स, सल्फाइट्स, नाइट्रेट्स, नाइट्राइट, कार्बोनेट और फॉस्फेट - संबंधित धातुओं के ऑक्साइड के लिए। पोटेशियम धातु तरल अमोनिया में धीरे-धीरे घुलकर धात्विक चालकता वाला गहरा नीला घोल बनाता है; घुली हुई धातु धीरे-धीरे अमोनिया के साथ प्रतिक्रिया करके एमाइड बनाती है: 2K + 2NH 3 = 2KNH 2 + H 2। पोटेशियम विभिन्न कार्बनिक यौगिकों के साथ परस्पर क्रिया करता है: अल्कोहल (अल्कोहल बनता है, उदाहरण के लिए एथिलेट सी 2 एच 5 ओके), एसिटिलीन (एसिटिलीनाइड्स केएस≡सीएच और केएस≡एसके), एल्काइल हैलाइड्स (पोटेशियम एल्काइल, उदाहरण के लिए एथिलपोटेशियम सी 2 एच 5 के) और एरिल हैलाइड्स (पोटेशियम एरिल्स, उदाहरण के लिए फेनिलपोटेशियम सी 6 एच 5 के)। पोटेशियम धातु एल्कीन और डायन की पोलीमराइज़ेशन प्रतिक्रिया शुरू करती है। एन- और ओ-डोनर पॉलीसाइक्लिक लिगैंड्स (क्राउन ईथर, क्रिप्टैंड्स और अन्य आयनोफोर्स) के साथ, पोटेशियम जटिल यौगिक बनाता है।

पोटेशियम के साथ काम करते समय, इसकी उच्च प्रतिक्रियाशीलता को ध्यान में रखना आवश्यक है, जिसमें पानी के संपर्क में आने पर जलने की क्षमता भी शामिल है। सुरक्षा कारणों से, आपको रबर के दस्ताने, सुरक्षा चश्मा या मास्क का उपयोग करना चाहिए। पोटेशियम की बड़ी मात्रा को निष्क्रिय वातावरण (आर्गन, नाइट्रोजन) में विशेष कक्षों में काम किया जाना चाहिए। जलते पोटैशियम को बुझाने के लिए टेबल नमक NaCl या सोडा ऐश Na 2 CO 3 का उपयोग करें।

जैविक भूमिका. पोटैशियम एक बायोजेनिक तत्व है। पोटेशियम के लिए मानव की दैनिक आवश्यकता लगभग 2 ग्राम है। जीवित जीवों में, पोटेशियम आयन चयापचय को विनियमित करने की प्रक्रियाओं में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं, विशेष रूप से, कोशिका झिल्ली के माध्यम से आयनों का परिवहन (उदाहरण के लिए, लेख आयन पंप देखें)।

रसीद. उद्योग में, पोटेशियम को पिघले हुए KOH हाइड्रॉक्साइड या KCl क्लोराइड को एक काउंटरकरंट कॉलम में सोडियम धातु के साथ कम करके, इसके बाद पोटेशियम वाष्प के संघनन द्वारा प्राप्त किया जाता है। पोटेशियम के उत्पादन के लिए वैक्यूम-थर्मल तरीके आशाजनक हैं, जो कैल्शियम ऑक्साइड (6Kl + 2Al + 4CaO = 6K + 3CaCl 2 + CaO Al 2 O 3 या 4Kl + Si) के साथ एल्यूमीनियम या सिलिकॉन के मिश्रण के साथ गर्म करने पर KCl क्लोराइड की कमी पर आधारित है। + 4CaO = 4K + 2CaCl 2 + 2CaO∙SiO 2), साथ ही पिघले हुए लेड कैथोड के साथ K 2 CO 3 कार्बोनेट या KCl क्लोराइड के इलेक्ट्रोलिसिस और बाद में आसवन द्वारा लेड के साथ पोटेशियम मिश्र धातु के उत्पादन पर आधारित एक विधि पोटेशियम मिश्र धातु. वैश्विक पोटेशियम उत्पादन की मात्रा लगभग 28 टन/वर्ष (2004) है।

आवेदन. धात्विक पोटेशियम रासायनिक ऊर्जा स्रोतों में इलेक्ट्रोड के लिए एक सामग्री है, जो सिंथेटिक रबर के उत्पादन की प्रक्रियाओं में उत्प्रेरक है। विभिन्न पोटेशियम यौगिकों का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है: पेरोक्साइड के 2 ओ 2 और सुपरपरॉक्साइड केओ 2 - ऑक्सीजन पुनर्जनन के लिए रचनाओं के घटक (पनडुब्बियों, अंतरिक्ष यान और अन्य संलग्न स्थानों में), केएन हाइड्राइड - रासायनिक संश्लेषण में एक कम करने वाला एजेंट, सोडियम के साथ पोटेशियम का एक मिश्र धातु (वजन के अनुसार 10-60% Na, कमरे के तापमान पर तरल) - परमाणु रिएक्टरों में एक शीतलक, टाइटेनियम उत्पादन में एक कम करने वाला एजेंट, ऑक्सीजन और जल वाष्प से गैसों को शुद्ध करने के लिए एक अभिकर्मक; पोटेशियम लवण का उपयोग पोटेशियम उर्वरकों और डिटर्जेंट के घटकों के रूप में किया जाता है। आयनोफोर्स के साथ पोटेशियम के कॉम्प्लेक्स कोशिका झिल्ली में पोटेशियम आयनों के परिवहन का अध्ययन करने के लिए मॉडल हैं। रेडियोआइसोटोप 42 K (T 1/2 12.36 h) का उपयोग रसायन विज्ञान, चिकित्सा और जीव विज्ञान में रेडियोधर्मी संकेतक के रूप में किया जाता है।

लिट.: सोडियम और पोटेशियम. एल., 1959; स्टेपिन बी.डी., स्वेत्कोव ए.ए. अकार्बनिक रसायन विज्ञान। एम., 1994; अकार्बनिक रसायन विज्ञान: तत्वों का रसायन विज्ञान / यू. डी. ट्रेटीकोव द्वारा संपादित। एम., 2004. टी. 2.