Kalij. Svojstva kalija. Upotreba kalija Gdje se kalij nalazi u prirodi?

Kalij je element glavne podskupine prve skupine, četvrte periode periodnog sustava kemijskih elemenata, s atomskim brojem 19. Označava se simbolom K (lat. Kalium). Jednostavna tvar kalij (CAS broj: 7440-09-7) je meki alkalni metal srebrnastobijele boje.
U prirodi se kalij nalazi samo u kombinaciji s drugim elementima, na primjer, u morskoj vodi, kao iu mnogim mineralima. Vrlo brzo oksidira na zraku i vrlo lako ulazi u kemijske reakcije, posebno s vodom, stvarajući lužinu. U mnogim aspektima, kalij je po kemijskim svojstvima vrlo sličan natriju, ali se u smislu biološke funkcije i upotrebe stanicama živih organizama ipak razlikuje.

Povijest i porijeklo imena

Kalij (točnije njegovi spojevi) koristi se od davnina. Tako je proizvodnja potaše (koja se koristila kao deterdžent) postojala već u 11. stoljeću. Pepeo nastao izgaranjem slame ili drva tretiran je vodom, a dobivena otopina (lužina) je nakon filtriranja isparena. Suhi ostatak, osim kalijevog karbonata, sadrži kalijev sulfat K2SO4, sodu i kalijev klorid KCl.
Godine 1807. engleski kemičar Davy izolirao je kalij elektrolizom rastaljenog kalijevog hidroksida (KOH) i nazvao ga "kalij" (latinski potassium; ovaj naziv se još uvijek koristi na engleskom, francuskom, španjolskom, portugalskom i poljskom). Godine 1809. L. V. Gilbert predložio je naziv "kalij" (latinski kalium, od arapskog al-kali - potaša). Ovo je ime ušlo u njemački jezik, odatle u većinu jezika sjeverne i istočne Europe (uključujući ruski) i "pobijedilo" pri odabiru simbola za ovaj element - K.

Priznanica

Kalij se, kao i drugi alkalijski metali, dobiva elektrolizom rastaljenih klorida ili lužina. Budući da kloridi imaju višu talište (600-650 °C), elektroliza ispravljenih lužina češće se provodi uz dodatak sode ili potaše (do 12%). Tijekom elektrolize rastaljenih klorida na katodi se oslobađa rastaljeni kalij, a na anodi klor:
K + + e - → K
2Cl - − 2e - → Cl 2

Tijekom elektrolize lužina na katodi se oslobađa i rastaljeni kalij, a na anodi kisik:
4OH - − 4e - → 2H 2 O + O 2

Voda iz taline brzo ispari. Kako bi se spriječilo međudjelovanje kalija s klorom ili kisikom, katoda je izrađena od bakra, a iznad nje postavljen je bakreni cilindar. Dobiveni kalij skuplja se u rastaljenom obliku u cilindru. Anoda se također izrađuje u obliku cilindra od nikla (za elektrolizu lužina) ili od grafita (za elektrolizu klorida).

Fizička svojstva

Kalij je srebrnasta tvar s karakterističnim sjajem na svježe oblikovanoj površini. Vrlo lagan i topljiv. Relativno se dobro otapa u živi, ​​stvarajući amalgame. Kada se kalij (kao i njegovi spojevi) doda plamenu plamenika, on boji plamen u karakterističnu ružičasto-ljubičastu boju.

Kemijska svojstva

Elementarni kalij, kao i drugi alkalijski metali, pokazuje tipična metalna svojstva te je vrlo kemijski aktivan i snažno redukcijsko sredstvo. Na zraku svježi rez brzo izblijedi zbog stvaranja filmova spojeva (oksida i karbonata). Uz produljeni kontakt s atmosferom može se potpuno srušiti. Eksplozivno reagira s vodom. Mora se čuvati pod slojem benzina, kerozina ili silikona kako bi se spriječio kontakt zraka i vode s njegovom površinom. Kalij tvori intermetalne spojeve s Na, Tl, Sn, Pb, Bi.

Spojevi kalija, kao i njegov najbliži kemijski analog - natrij, poznati su od davnina i našli su primjenu u različitim područjima ljudske djelatnosti. Međutim, sami ovi metali su prvi put izolirani u slobodnom stanju tek 1807. godine tijekom pokusa Engleza. znanstvenik G. Davy. Elektrolizom blago navlaženih čvrstih lužina dobiveni su slobodni metali - kalij i natrij. Davy je novi metal nazvao kalijem, ali to se ime nije zadržalo.

Ispostavilo se da je kum metala Gilbert, poznati izdavač časopisa "Annalen de Physik", koji je predložio naziv "kalij"; usvojen je u Njemačkoj i Rusiji. Oba naziva potječu od izraza koji su se koristili davno prije otkrića metalnog kalija.

Riječ kalij potječe od riječi potaša koja se vjerojatno pojavila u 16. stoljeću. Nalazi se u Van Helmontu u drugoj polovici 17. stoljeća. naširoko se koristi kao naziv komercijalnog proizvoda - potaša - u Rusiji, Engleskoj i Nizozemskoj. Prevedeno na ruski, riječ potashe znači "pepeo ili pepeo kuhan u loncu"; u XVI - XVII stoljeću. potaša se u ogromnim količinama dobivala iz drvenog pepela, koji se kuhao u velikim kotlovima. Potaša se koristila za pripremu uglavnom literirane (pročišćene) salitre koja se koristila za izradu baruta. Osobito mnogo potaše proizvodilo se u Rusiji, u šumama blizu Arzamasa i Ardatova u pokretnim tvornicama (majdanima) koje su pripadale rođaku cara Alekseja Mihajloviča, bliskom bojaru B.I.Morozovu.

Što se tiče riječi kalij, ona dolazi od arapskog izraza alkali (alkalne tvari). U srednjem vijeku lužine, ili, kako su tada govorili, alkalne soli, gotovo se nisu razlikovale jedna od druge i nazivale su se imenima koja su imala isto značenje: natron, boraks, varek itd. Riječ kali (qila) pronađena je oko 850. arapskih pisaca, tada se počinje upotrebljavati riječ Qali (al-Qali) koja označava proizvod dobiven od pepela nekih biljaka, uz te riječi povezuju se arapski qiljin ili qaljan (pepeo) i qalaj (paliti). U eri atrokemije, lužine su se počele dijeliti na "fiksne" i "hlapljive". U 17. stoljeću Postoje nazivi alkali fixum minerale (mineralna fiksirana lužina ili kaustična soda), alkali fixum. vegetabile (biljna fiksna alkalija ili potaša i kaustični kalij), kao i alkali volatile (hlapljiva alkalija ili NH3). Black je uspostavio razliku između kaustičnih i mekih, ili karbonskih, lužina. Alkalije se ne pojavljuju u tablici jednostavnih tijela, ali u bilješci uz tablicu Lavoisier ukazuje da su fiksne lužine (potaša i soda) vjerojatno složene tvari, iako priroda njihovih sastavnih dijelova još nije proučena. U ruskoj kemijskoj literaturi prve četvrtine 19.st. kalij se nazivao kalij (Solovjev, 1824), kalij (Strahovoy, 1825), kalij (Ščeglov, 1830); u "Dvigubsky Store" već 1828. godine, uz naziv potaša (potash sulfate), nalazi se naziv kalij (kaustični kalij, soli kalij itd.). Naziv kalij postao je općeprihvaćen nakon objavljivanja Hessovog udžbenika.

- element glavne podskupine prve skupine, četvrtog perioda periodnog sustava kemijskih elemenata D. I. Mendeljejeva, s atomskim brojem 19. Označava se simbolom K (lat. Kalium). Jednostavna tvar kalij (CAS broj: 7440-09-7) je meki alkalni metal srebrnastobijele boje. U prirodi se kalij nalazi samo u kombinaciji s drugim elementima, na primjer, u morskoj vodi, kao iu mnogim mineralima. Vrlo brzo oksidira na zraku i vrlo lako ulazi u kemijske reakcije, posebno s vodom, stvarajući lužinu. U mnogim aspektima, kalij je po kemijskim svojstvima vrlo sličan natriju, ali se u smislu biološke funkcije i upotrebe stanicama živih organizama ipak razlikuje. Povijest i porijeklo naziva kalij

Kalij (točnije njegovi spojevi) koristi se od davnina. Tako je proizvodnja potaše (koja se koristila kao deterdžent) postojala već u 11. stoljeću. Pepeo nastao izgaranjem slame ili drva tretiran je vodom, a dobivena otopina (lužina) je nakon filtriranja isparena. Suhi ostatak, osim kalijevog karbonata, sadrži kalijev sulfat K2SO4, sodu i kalijev klorid KCl.

Godine 1807. engleski kemičar Davy izolirao je kalij elektrolizom krutog kalijevog hidroksida (KOH) i nazvao ga "kalijum"(lat. kalij; ovaj naziv se još uvijek koristi na engleskom, francuskom, španjolskom, portugalskom i poljskom). Godine 1809. L. V. Gilbert predložio je naziv "kalij" (lat. kalij, s arapskog. al-kali – potaša). Ovo je ime ušlo u njemački jezik, odatle u većinu jezika sjeverne i istočne Europe (uključujući ruski) i "pobijedilo" pri odabiru simbola za ovaj element - K.

Prisutnost kalija u prirodi

Nije pronađeno u slobodnom stanju. Kalij ulazi u sastav silvinita KCl NaCl, karnalita KCl MgCl 2 6H 2 O, kainita KCl MgSO 4 6H 2 O, a prisutan je i u pepelu nekih biljaka u obliku karbonata K 2 CO 3 (potaša). Kalij se nalazi u svim stanicama (vidi odjeljak u nastavku Biološka uloga).

Kalij - dobivanje kalija

Kalij se, kao i drugi alkalijski metali, dobiva elektrolizom rastaljenih klorida ili lužina. Budući da kloridi imaju višu talište (600-650 °C), elektroliza ispravljenih lužina češće se provodi uz dodatak sode ili potaše (do 12%). Tijekom elektrolize rastaljenih klorida na katodi se oslobađa rastaljeni kalij, a na anodi klor:
K + + e − → K
2Cl − − 2e − → Cl 2

Tijekom elektrolize lužina na katodi se oslobađa i rastaljeni kalij, a na anodi kisik:
4OH − − 4e − → 2H 2 O + O 2

Voda iz taline brzo ispari. Kako bi se spriječilo međudjelovanje kalija s klorom ili kisikom, katoda je izrađena od bakra, a iznad nje postavljen je bakreni cilindar. Dobiveni kalij skuplja se u rastaljenom obliku u cilindru. Anoda se također izrađuje u obliku cilindra od nikla (za elektrolizu lužina) ili od grafita (za elektrolizu klorida).

Fizikalna svojstva kalija

Kalij je srebrnasta tvar s karakterističnim sjajem na svježe oblikovanoj površini. Vrlo lagan i topljiv. Relativno se dobro otapa u živi, ​​stvarajući amalgame. Kada se kalij (kao i njegovi spojevi) doda plamenu plamenika, on boji plamen u karakterističnu ružičasto-ljubičastu boju.

Kemijska svojstva kalija

Kalij, kao i drugi alkalijski metali, pokazuje tipična metalna svojstva i vrlo je kemijski aktivan, lako predaje elektrone.

Jako je redukcijsko sredstvo. Tako se aktivno spaja s kisikom da se ne formira oksid, već kalijev superoksid KO 2 (ili K 2 O 4). Zagrijavanjem u atmosferi vodika nastaje kalijev hidrid KH. Dobro komunicira sa svim nemetalima, tvoreći halogenide, sulfide, nitride, fosfide itd., kao i sa složenim tvarima poput vode (reakcija se odvija eksplozivno), raznih oksida i soli. U tom slučaju reduciraju druge metale u slobodno stanje.

Kalij se skladišti ispod sloja kerozina.

Kalijevi oksidi i kalijevi peroksidi

Kad kalij reagira s atmosferskim kisikom, ne stvara oksid, već peroksid i superoksid:

Kalijev oksid može se dobiti zagrijavanjem metala na temperaturu koja ne prelazi 180 °C u okolini koja sadrži vrlo malo kisika ili zagrijavanjem smjese kalijevog superoksida s metalnim kalijem:

Kalijevi oksidi imaju izražena bazična svojstva i burno reagiraju s vodom, kiselinama i kiselim oksidima. Nemaju nikakav praktični značaj. Peroksidi su žućkasto-bijeli prahovi koji topljivi u vodi stvaraju lužine i vodikov peroksid:

Sposobnost izmjene ugljičnog dioksida za kisik koristi se u izolacijskim plinskim maskama i na podmornicama. Kao apsorber koristi se ekvimolarna smjesa kalijevog superoksida i natrijevog peroksida. Ako smjesa nije ekvimolarna, tada će se u slučaju suviška natrijevog peroksida više plina apsorbirati nego osloboditi (pri apsorpciji dva volumena CO 2 oslobađa se jedan volumen O 2), a tlak u zatvorenom prostoru će pasti, au slučaju viška kalijevog superoksida (prilikom apsorpcije dvaju volumena CO 2 oslobađaju se tri volumena O2) oslobađa se više plina nego što se apsorbira, a tlak će rasti.

U slučaju ekvimolarne smjese (Na 2 O 2:K 2 O 4 = 1:1), volumeni apsorbiranih i oslobođenih plinova bit će jednaki (kada se apsorbiraju četiri volumena CO 2, oslobađaju se četiri volumena O 2 ).

Peroksidi su jaki oksidansi pa se koriste za izbjeljivanje tkanina u tekstilnoj industriji.

Peroksidi se dobivaju kalciniranjem metala u zraku oslobođenom od ugljičnog dioksida.

Kalijevi hidroksidi

Kalijev hidroksid (ili kaustični kalij) su tvrdi bijeli neprozirni, vrlo higroskopni kristali koji se tope na temperaturi od 360 °C. Kalijev hidroksid je lužina. Dobro se otapa u vodi i oslobađa veliku količinu topline. Topljivost kalijevog hidroksida pri 20 °C u 100 g vode je 112 g.

Upotreba kalija

• Legura kalija i natrija, tekuća na sobnoj temperaturi, koristi se kao rashladno sredstvo u zatvorenim sustavima, na primjer, u nuklearnim elektranama na brze neutrone. Osim toga, naširoko se koriste njegove tekuće legure s rubidijem i cezijem. Legura sastava natrij 12%, kalij 47%, cezij 41% ima rekordno nisko talište od −78 °C.
• Spojevi kalija najvažniji su biogeni element pa se koriste kao gnojiva.
• Kalijeve soli naširoko se koriste u galvanizaciji jer su, unatoč relativno visokoj cijeni, često topljivije od odgovarajućih natrijevih soli, pa stoga osiguravaju intenzivan rad elektrolita pri povećanim gustoćama struje.

Važne veze

Ljubičasta boja plamena kalijevih iona u plamenu plamenika

• Kalijev bromid koristi se u medicini i kao sedativ za živčani sustav.
• Kalijev hidroksid (kaustična potaša) - koristi se u alkalnim baterijama i kod sušenja plinova.
• Kalijev karbonat (potaša) - koristi se kao gnojivo u proizvodnji stakla.
• Kalijev klorid (silvin, "kalijeva sol") - koristi se kao gnojivo.
• Kalijev nitrat (kalijev nitrat) je gnojivo, sastavni dio crnog baruta.
• Kalijev perklorat i klorat (Bertholet sol) koriste se u proizvodnji šibica, raketnog praha, munjevitih punjenja, eksploziva i u galvanizaciji.
• Kalijev dikromat (krompic) je jako oksidacijsko sredstvo, koristi se za pripremu "smjese kroma" za pranje kemijskog posuđa i u obradi kože (štavljenju). Također se koristi za pročišćavanje acetilena u postrojenjima za proizvodnju acetilena od amonijaka, sumporovodika i fosfina.
• Kalijev permanganat je jako oksidacijsko sredstvo, koristi se kao antiseptik u medicini i za laboratorijsku proizvodnju kisika.
• Natrijev kalijev tartarat (Rochelleova sol) kao piezoelektrik.
• Kalijev dihidrogenfosfat i dideuterofosfat u obliku monokristala u laserskoj tehnici.
• Kalijev peroksid i kalijev superoksid koriste se za regeneraciju zraka u podmornicama i u izolacijskim plinskim maskama (apsorbira ugljični dioksid za oslobađanje kisika).
• Kalijev fluoroborat je važan topilac za lemljenje čelika i obojenih metala.
• Kalijev cijanid koristi se u galvanizaciji (posrebrivanju, pozlaćivanju), vađenju zlata i nitrokarburizaciji čelika.
• Kalij se zajedno s kalijevim peroksidom koristi u termokemijskoj razgradnji vode na vodik i kisik (kalijev ciklus "Gaz de France", Francuska).

Biološka uloga

Kalij je najvažniji biogeni element, posebice u biljnom svijetu. Ako u tlu nedostaje kalija, biljke se vrlo slabo razvijaju, prinos se smanjuje, stoga se oko 90% ekstrahiranih kalijevih soli koristi kao gnojiva.

Kalij u ljudskom tijelu

Kalij se najviše nalazi u stanicama, čak do 40 puta više nego u međustaničnom prostoru. Kako stanice funkcioniraju, višak kalija napušta citoplazmu, pa se za održavanje koncentracije mora pumpati natrag kroz natrij-kalijevu pumpu.

Kalij i natrij međusobno su funkcionalno povezani i obavljaju sljedeće funkcije:

• Stvaranje uvjeta za pojavu membranskog potencijala i mišićnih kontrakcija.
• Održavanje osmotske koncentracije krvi.
• Održavanje acidobazne ravnoteže.
• Normalizacija ravnoteže vode.
• Osiguravanje membranskog transporta.
• Aktivacija raznih enzima.
• Normalizacija srčanog ritma.

Preporučena dnevna doza kalija je od 600 do 1700 miligrama za djecu, odnosno od 1800 do 5000 miligrama za odrasle. Potreba za kalijem ovisi o ukupnoj tjelesnoj težini, tjelesnoj aktivnosti, fiziološkom stanju i klimi mjesta stanovanja. Povraćanje, dugotrajni proljev, obilno znojenje i uzimanje diuretika povećavaju potrebu organizma za kalijem.

Glavni izvori hrane su suhe marelice, dinja, grah, kivi, krumpir, avokado, banane, brokula, jetra, mlijeko, maslac od orašastih plodova, citrusno voće, grožđe. Puno kalija ima u ribi i mliječnim proizvodima.

Apsorpcija se odvija u tankom crijevu. Apsorpciju kalija olakšava vitamin B6, a otežava alkohol.

S nedostatkom kalija razvija se hipokalijemija. Javljaju se poremećaji u radu srčanog i skeletnog mišića. Dugotrajni nedostatak kalija može uzrokovati akutnu neuralgiju.

Kalij je elementarna tvar, metal, toliko aktivan da se u prirodi ne pojavljuje u obliku grumena. Kalij se nalazi u mineralima i morskoj vodi, u organizmima biljaka i životinja, a po zastupljenosti zauzima 7. mjesto. Od velikog je biogenog značaja jer je neophodan za funkcioniranje živih stanica.

Fizikalna i kemijska svojstva kalija

Kalij je meka tvar (može se rezati nožem), srebrnaste boje, lagana (lakša od vode), topljiva. Gori ružičasto-ljubičastim plamenom.

Alkalijski metal koji aktivno reagira s kisikom, vodom, halogenima i razrijeđenim kiselinama; reakcije su često popraćene eksplozijom. Ne reagira s dušikom. Reagira s alkalijama i alkoholima.

Rad s čistim kalijem zahtijeva upotrebu zaštitne opreme, budući da kontakt i s najmanjim česticama na koži ili očima uzrokuje ozbiljne opekline.

Kalij treba čuvati u zatvorenim željeznim posudama pod slojem tvari koje sprječavaju kontakt sa zrakom: mineralno ulje, silikon, dehidrirani kerozin.

Primjena kalija i njegovih spojeva

U obliku čistog metala, tvar se koristi u ograničenom rasponu područja:
- od njega se izrađuju elektrode u nekim izvorima struje;
- koristi se u elektronskim cijevima kao adsorbent plina koji održava vakuum; u fotoćelijama, u žaruljama i uređajima s izbojem u plinu, u termoelektričnim pretvaračima, u fotomultiplikatorima;
- za proizvodnju superoksida;
- pomoću izotopa kalija-40 izračunava se starost stijena;
- umjetni izotop kalija-42 koristi se kao radioaktivni tragač u medicini i biologiji;
- legura kalija i natrija - tekuća tvar u normalnim uvjetima, koristi se kao rashladno sredstvo u nuklearnim reaktorima. Također se koriste i druge tekuće legure kalija.

Mnogo su traženiji razni spojevi kalija.
- U medicinskoj praksi koriste se kalijev klorid, kalijev jodid, permanganat i kalijev bromid. Kalij je nužno uključen u složene vitaminsko-mineralne pripravke. Naše tijelo ga treba za rad mišića, uključujući i srce; za održavanje uravnoteženog sastava krvi, ravnoteže vode i acidobazne ravnoteže.
- Lavovski udio kalija koji dobiva industrija (više od 90%) odlazi na proizvodnju kalijevih gnojiva koja su vitalna za razvoj biljaka. U tu se svrhu u poljoprivredi koriste razne kalijeve soli. Najpopularnija je kalijeva sol dušične kiseline, poznata kao kalijev nitrat, indijski ili kalijev nitrat.
- KOH (kalijev hidroksid) se koristi u baterijama za sušenje plinova.
- Potaša (kalijev karbonat) koristi se za proizvodnju potašnog optičkog stakla, u proizvodnji gnojiva, u procesima pročišćavanja plinova, sušenja i štavljenja kože.
- Kalijev peroksid i superoksid apsorbiraju ugljični dioksid i oslobađaju kisik. Ovo se svojstvo koristi za regeneraciju kisika u plinskim maskama, u rudnicima, na podmornicama i u svemirskim brodovima.
- Tkanine se izbjeljuju peroksidima.
- Spojevi kalija ulaze u sastav raznih eksploziva i zapaljivih tvari.
- Kalijev permanganat se koristi za laboratorijsku proizvodnju O2.
- Spojevi kalija koriste se u galvanizaciji i organskoj sintezi, u laserskoj tehnici i fotografiji, u proizvodnji acetilena i čelika te piezoelektronici. Koriste se za lemljenje obojenih metala i čelika, te za pranje kemijskog posuđa.

Kalijev jodid, kalijev nitrat, kalijev karbonat samo su mali dio kalijevih spojeva koje nudi naša trgovina kemijskim reagensima. U Moskvi i Moskovskoj regiji kupnja robe za laboratorije i proizvodnju od Prime Chemicals Group je prikladna i isplativa. Imamo izvrsnu uslugu, mogućnosti dostave i preuzimanja.

KALIJ (lat. Kalium), K, kemijski element I. skupine kratkog oblika (1. skupine dugog oblika) periodnog sustava; atomski broj 19; atomska masa 39,0983; odnosi se na alkalijske metale. Prirodni kalij sastoji se od tri izotopa: 39 K (93,2581%), 40 K (0,0117%; slabo radioaktivan, T 1/2 1,277 10 9 godina, β-raspad do 40 Ca), 41 K (6,7302 %). Umjetno su dobiveni radioizotopi s masenim brojevima 32-54.

Povijesna referenca. Neki spojevi kalija bili su poznati još u antičko doba, na primjer, kalijev karbonat K 2 CO 3 (tzv. biljna lužina) izoliran je iz drvenog pepela i korišten za izradu sapuna. Metalni kalij prvi je dobio G. Davy 1807. godine elektrolizom mokrog krutog KOH hidroksida i nazvao ga kalij (engleski potassium od engleskog potash - naziv kalijevog karbonata). Godine 1809. predložen je naziv "kalij" (od arapskog al-kali - potaša). Naziv "kalij" sačuvan je u Velikoj Britaniji, SAD-u, Francuskoj i drugim zemljama. U Rusiji se od 1840. koristi naziv "kalij", koji je također usvojen u Njemačkoj, Austriji i skandinavskim zemljama.

Rasprostranjenost u prirodi. Sadržaj kalija u zemljinoj kori je 2,6% masenog udjela. Kalij se u prirodi ne pojavljuje u slobodnom stanju. Kalij se nalazi u značajnim količinama u nefelinskim i leucitnim silikatima, feldspatima (na primjer, ortoklas) i tinjcima (na primjer, muskovit). Vlastiti kalijevi minerali - silvit, silvinit, karnalit, kainit, langbeinit K 2 SO 4 ∙2MgSO 4 tvore velike nakupine prirodnih kalijevih soli. Djelovanjem vode i ugljičnog dioksida kalij prelazi u topljive spojeve, koji se dijelom odnose u mora, a dijelom zadržavaju u tlu. Kalijeve soli također se nalaze u salamuri slanih jezera i podzemnim slanicama.

Svojstva. Konfiguracija vanjske elektronske ljuske atoma kalija je 4s 1; u spojevima pokazuje oksidacijsko stanje +1; energije ionizacije K 0 →K + →K 2+ su redom 4,3407 i 31,8196 eV; Paulingova elektronegativnost 0,82; atomski polumjer 220 pm, polumjer K + iona 152 pm (koordinacijski broj 6).

Kalij je srebrnobijeli meki metal; tjelesno centrirana kubična kristalna rešetka; t taline 63,38 °C, t vrenja 759 °C, gustoća 856 kg/m 3 (20 °C); toplinski kapacitet 29,60 J/(mol K) na 298 K.

Kalij se može prešati i valjati, lako se reže nožem i zadržava plastičnost na niskim temperaturama; Tvrdoća po Brinellu 0,4 MPa.

Kalij je metal visoke kemijske aktivnosti (kalij se skladišti ispod sloja benzina, kerozina ili mineralnog ulja). U normalnim uvjetima, kalij stupa u interakciju s kisikom (K 2 O oksid, K 2 O 2 peroksid, nastaje superoksid KO 2 - glavni proizvod), halogenima (odgovarajući kalijevi halogenidi), kada se zagrijava - sa sumporom (K 2 S sulfid), selen (selenid K 2 Se), telur (K 2 Te telurid), s fosforom u atmosferi dušika (fosfidi K 3 P i K 2 P5), ugljik (slojeviti spojevi sastava KS 8 - KS 60), vodik (KN hidrid). Kalij stupa u interakciju s dušikom samo kada je izložen električnom pražnjenju (KN 3 azid i K 3 N nitrid nastaju u malim količinama). Kalij reagira s nekim metalima, stvarajući intermetalne spojeve ili čvrste otopine (legure kalija). Legure s natrijem, koje karakterizira visoka kemijska aktivnost, od najveće su praktične važnosti; dobiveni legiranjem metala u inertnoj atmosferi ili djelovanjem metalnog natrija na KOH hidroksid ili KCl klorid.

Metalni kalij je jako redukcijsko sredstvo: snažno reagira (u normalnim uvjetima eksplozijom i paljenjem metala) s vodom (nastaje kalijev hidroksid KOH), burno (ponekad i eksplozijom) reagira s kiselinama (nastaju odgovarajuće soli, tj. na primjer kalijev dikromat, kalijev nitrat, kalijev permanganat, kalijev fosfat, kalijev cijanid), reducira okside B, Si, Al, Ag, Bi, Co, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, Sn, Ti na elemente; sulfati, sulfiti, nitrati, nitriti, karbonati i fosfati drugih metala - do oksida odgovarajućih metala. Metalni kalij se polako otapa u tekućem amonijaku i stvara tamnoplavu otopinu s metalnom vodljivošću; otopljeni metal postupno reagira s amonijakom i nastaje amid: 2K + 2NH 3 = 2KNH 2 + H 2. Kalij stupa u interakciju s različitim organskim spojevima: alkoholima (stvaraju se alkoholati, npr. etilat C 2 H 5 OK), acetilenom (acetilenidi KS≡CH i KS≡SK), alkil halidima (kalijevi alkili, npr. etilkalij C 2 H 5 K) i aril halogenidi (kalijevi arili, na primjer fenilkalij C6H5K). Metalni kalij inicira reakcije polimerizacije alkena i diena. S policikličkim ligandima N- i O-donora (krunski eteri, kriptandi i drugi ionofori) kalij tvori kompleksne spojeve.

Pri radu s kalijem potrebno je uzeti u obzir njegovu visoku reaktivnost, uključujući sposobnost paljenja u dodiru s vodom. Iz sigurnosnih razloga morate koristiti gumene rukavice, zaštitne naočale ili masku. Velike količine kalija treba raditi u posebnim komorama u inertnoj atmosferi (argon, dušik). Za gašenje gorućeg kalija koristite kuhinjsku sol NaCl ili sodu Na2CO3.

Biološka uloga. Kalij je biogeni element. Dnevna ljudska potreba za kalijem je oko 2 g. U živim organizmima ioni kalija igraju važnu ulogu u procesima regulacije metabolizma, posebice transporta iona kroz stanične membrane (vidi, na primjer, članak Ionske pumpe).

Priznanica. U industriji se kalij dobiva redukcijom rastaljenog KOH hidroksida ili KCl klorida metalnim natrijem u protustrujnoj koloni, nakon čega slijedi kondenzacija para kalija. Obećavajuće su vakuumsko-termalne metode za proizvodnju kalija koje se temelje na redukciji KCl klorida kada se zagrijava sa smjesom aluminija ili silicija s kalcijevim oksidom (6Kl + 2Al + 4CaO = 6K + 3CaCl 2 + CaO Al 2 O 3 ili 4Kl + Si + 4CaO = 4K + 2CaCl 2 + 2CaO∙SiO 2), kao i metoda koja se temelji na proizvodnji legure kalija s olovom elektrolizom K 2 CO 3 karbonata ili KCl klorida s rastaljenom olovnom katodom i naknadnom destilacijom kalijeva legura. Opseg globalne proizvodnje kalija je oko 28 tona godišnje (2004.).

Primjena. Metalni kalij je materijal za elektrode u kemijskim izvorima struje, katalizator u procesima proizvodnje sintetičkog kaučuka. Široko se koriste različiti spojevi kalija: peroksid K 2 O 2 i superperoksid KO 2 - komponente sastava za regeneraciju kisika (u podmornicama, svemirskim letjelicama i drugim zatvorenim prostorima), KN hidrid - redukcijsko sredstvo u kemijskoj sintezi, legura kalija s natrijem (10-60% Na po težini, tekućina na sobnoj temperaturi) - rashladno sredstvo u nuklearnim reaktorima, redukcijsko sredstvo u proizvodnji titana, reagens za pročišćavanje plinova od kisika i vodene pare; Kalijeve soli se koriste kao kalijeva gnojiva i komponente deterdženata. Kompleksi kalija s ionoforima modeli su za proučavanje transporta kalijevih iona kroz stanične membrane. Radioizotop 42 K (T 1/2 12,36 h) koristi se kao radioaktivni indikator u kemiji, medicini i biologiji.

Lit.: Natrij i kalij. L., 1959.; Stepin B. D., Tsvetkov A. A. Anorganska kemija. M., 1994.; Anorganska kemija: kemija elemenata / Uredio Yu. D. Tretyakov. M., 2004. T. 2.