칼륨. 칼륨의 성질. 칼륨의 용도 칼륨은 자연에서 어디에서 발견됩니까?

칼륨은 원자 번호 19를 갖는 화학 원소 주기율표의 네 번째 주기인 첫 번째 그룹의 주요 하위 그룹의 요소입니다. 기호 K(lat. Kalium)로 표시됩니다. 칼륨 단체(CAS 번호: 7440-09-7)는 은백색의 연한 알칼리 금속입니다.
자연에서 칼륨은 다른 원소(예: 해수 및 많은 미네랄)와 결합된 경우에만 발견됩니다. 공기 중에서 매우 빠르게 산화되며, 특히 물과 쉽게 화학 반응을 일으켜 알칼리를 형성합니다. 많은 측면에서 칼륨의 화학적 특성은 나트륨과 매우 유사하지만 생물학적 기능과 살아있는 유기체 세포의 사용 측면에서는 여전히 다릅니다.

이름의 역사와 유래

칼륨(더 정확하게는 그 화합물)은 고대부터 사용되어 왔습니다. 따라서 세제로 사용되는 칼륨의 생산은 이미 11세기에 존재했습니다. 짚이나 나무를 태울 때 생긴 재를 물로 처리하고, 생성된 용액(잿물)을 여과한 후 증발시켰다. 건조 잔류물에는 탄산칼륨 외에 황산칼륨 K2SO4, 소다 및 염화칼륨 KCl이 포함되어 있습니다.
1807년 영국의 화학자 데이비는 용융된 수산화칼륨(KOH)을 전기분해하여 칼륨을 분리하고 "칼륨"(라틴어 칼륨, 이 이름은 여전히 ​​영어, 프랑스어, 스페인어, 포르투갈어 및 폴란드어로 사용됨)이라고 명명했습니다. 1809년에 L. V. Gilbert는 "칼륨"(라틴어 칼륨, 아랍어 al-kali-칼륨)이라는 이름을 제안했습니다. 이 이름은 독일어로 입력되었으며 거기에서 북부 및 동부 유럽(러시아어 포함)의 대부분의 언어로 입력되었으며 이 요소에 대한 기호인 K를 선택할 때 "원"되었습니다.

영수증

칼륨은 다른 알칼리 금속과 마찬가지로 용융된 염화물이나 알칼리를 전기분해하여 얻습니다. 염화물은 녹는점이 더 높기 때문에(600~650°C), 직선형 알칼리의 전기분해는 소다나 칼륨(최대 12%)을 첨가하여 더 자주 수행됩니다. 용융 염화물을 전기분해하는 동안 용융 칼륨은 음극에서 방출되고 염소는 양극에서 방출됩니다.
K + + e - → K
2Cl - − 2e - → Cl 2

알칼리를 전기분해하는 동안 용융된 칼륨도 음극에서 방출되고 산소는 양극에서 방출됩니다.
4OH - 4e - → 2H 2 O + O 2

녹은 물은 빠르게 증발합니다. 칼륨이 염소나 산소와 상호 작용하는 것을 방지하기 위해 음극은 구리로 만들어지고 그 위에 구리 실린더가 배치됩니다. 생성된 칼륨은 실린더에 용융된 형태로 수집됩니다. 양극은 또한 니켈 원통형(알칼리 전기분해용) 또는 흑연(염화물 전기분해용) 형태로 만들어집니다.

물리적 특성

칼륨은 갓 형성된 표면에 특징적인 광택을 내는 은빛 물질입니다. 매우 가볍고 가용성입니다. 수은에 비교적 잘 용해되어 아말감을 형성합니다. 칼륨(및 그 화합물)을 버너 불꽃에 첨가하면 불꽃이 특징적인 분홍색-보라색으로 변합니다.

화학적 특성

다른 알칼리 금속과 마찬가지로 원소 칼륨은 전형적인 금속 특성을 나타내며 화학적으로 매우 활성적이고 강력한 환원제입니다. 공기 중에서는 화합물(산화물 및 탄산염)의 필름 형성으로 인해 신선한 상처가 빠르게 사라집니다. 대기와 장기간 접촉하면 완전히 붕괴될 수 있습니다. 물과 폭발적으로 반응함. 공기와 물이 표면에 닿는 것을 방지하기 위해 휘발유, 등유 또는 실리콘 층 아래에 ​​보관해야 합니다. 칼륨은 Na, Tl, Sn, Pb, Bi와 함께 금속간 화합물을 형성합니다.

가장 가까운 화학 유사체인 나트륨과 같은 칼륨 화합물은 고대부터 알려져 왔으며 인간 활동의 다양한 영역에 적용됩니다. 그러나 이러한 금속 자체는 영국인의 실험 중에 1807년에야 자유 상태에서 처음으로 분리되었습니다. 과학자 G. 데이비. 약간 촉촉한 고체 알칼리를 전기분해하여 유리 금속(칼륨과 나트륨)을 얻었습니다. 데이비는 새로운 금속을 칼륨이라고 불렀으나 이 이름은 붙지 않았습니다.

금속의 대부는 "칼륨"이라는 이름을 제안한 잡지 "Annalen de Physik"의 유명한 발행인 Gilbert로 밝혀졌습니다. 그것은 독일과 러시아에서 채택되었습니다. 두 이름 모두 칼륨 금속이 발견되기 오래 전에 사용되었던 용어에서 유래되었습니다.

칼륨(potassium)이라는 단어는 16세기에 등장한 것으로 추정되는 칼륨(potash)이라는 단어에서 유래되었습니다. 17세기 후반 반 헬몬트(Van Helmont)에서 발견되었습니다. 러시아, 영국, 네덜란드에서는 상용 제품인 칼륨의 이름으로 널리 사용됩니다. 러시아어로 번역된 칼륨이라는 단어는 "냄비에 끓인 냄비 재 또는 재"를 의미합니다. XVI-XVII 세기에. 칼륨은 대형 보일러에서 끓인 나무 재에서 엄청난 양을 얻었습니다. 칼륨은 주로 화약을 만드는 데 사용되는 질산염을 제조하는 데 사용되었습니다. 특히 러시아, 가까운 보 야르 B.I. Morozov 인 Tsar Alexei Mikhailovich의 친척에 속한 모바일 공장 (Maidans)의 Arzamas 및 Ardatov 근처 숲에서 많은 칼륨이 생산되었습니다.

칼륨이라는 단어는 아랍어 용어인 알칼리(알칼리성 물질)에서 유래되었습니다. 중세 시대에 알칼리 또는 그 당시 말했듯이 알칼리염은 서로 거의 구별 할 수 없었으며 natron, borax, varek 등 동일한 의미를 가진 이름으로 불렸습니다. kali (qila)라는 단어가 발견되었습니다. 약 850명의 아랍 작가들 이후 일부 식물의 재에서 얻은 제품을 나타내는 Qali(al-Qali)라는 단어가 사용되기 시작했으며 아랍어 qiljin 또는 qaljan(재) 및 qalaj(화상)가 이 단어와 연관되어 있습니다. 무기화학 시대에 알칼리는 '고정'과 '휘발성'으로 구분되기 시작했습니다. 17세기에 알칼리 고정물 미네랄(미네랄 고정 알칼리 또는 가성소다), 알칼리 고정물이라는 이름이 있습니다. 야채(식물성 고정 알칼리 또는 칼륨 및 가성 칼륨) 및 알칼리 휘발성(휘발성 알칼리 또는 NH3). 흑색은 부식성 알칼리와 연질 또는 탄산 알칼리를 구분합니다. 알칼리는 단순체 표에 나타나지 않지만 Lavoisier 표의 주석에는 고정 알칼리(칼륨 및 소다)가 구성 부분의 특성이 아직 연구되지 않았지만 아마도 복합 물질일 가능성이 있음을 나타냅니다. 19세기 1분기 러시아 화학 문헌에서. 칼륨은 칼륨 (Soloviev, 1824), 칼륨 (Strakhovoy, 1825), 칼륨 (Shcheglov, 1830)이라고 불 렸습니다. 이미 1828년에 "Dvigubsky Store"에서 칼륨(황산칼륨)이라는 이름과 함께 칼륨(가성 칼륨, 소금 칼륨 등)이라는 이름이 발견되었습니다. 칼륨이라는 이름은 헤스의 교과서가 출판된 이후 일반적으로 받아들여졌습니다.

- 첫 번째 그룹의 주요 하위 그룹의 요소, 원자 번호 19의 D.I. Mendeleev 화학 원소주기 시스템의 네 번째 기간. 기호 K (lat. Kalium)로 표시됩니다. 칼륨 단체(CAS 번호: 7440-09-7)는 은백색을 띠는 연질 알칼리 금속입니다. 자연에서 칼륨은 해수 및 많은 미네랄과 같은 다른 원소와 결합된 경우에만 발견됩니다. 공기 중에서 매우 빠르게 산화되며, 특히 물과 쉽게 화학 반응을 일으켜 알칼리를 형성합니다. 많은 측면에서 칼륨의 화학적 특성은 나트륨과 매우 유사하지만 생물학적 기능과 살아있는 유기체 세포의 사용 측면에서는 여전히 다릅니다. 칼륨이라는 이름의 역사와 유래

칼륨(더 정확하게는 그 화합물)은 고대부터 사용되어 왔습니다. 따라서 세제로 사용되는 칼륨의 생산은 이미 11세기에 존재했습니다. 짚이나 나무를 태울 때 생긴 재를 물로 처리하고, 생성된 용액(잿물)을 여과한 후 증발시켰다. 건조 잔류물에는 탄산칼륨 외에 황산칼륨 K2SO4, 소다 및 염화칼륨 KCl이 포함되어 있습니다.

1807년 영국의 화학자 데이비는 고체 수산화칼륨(KOH)을 전기분해하여 칼륨을 분리하고 이름을 붙였습니다. "칼륨"(위도. 칼륨; 이 이름은 여전히 ​​영어, 프랑스어, 스페인어, 포르투갈어 및 폴란드어로 사용됩니다. 1809년에 L. V. Gilbert는 "칼륨"이라는 이름을 제안했습니다(lat. 칼륨, 아랍어에서. al-kali-칼륨). 이 이름은 독일어로 입력되었으며 거기에서 북부 및 동부 유럽(러시아어 포함)의 대부분의 언어로 입력되었으며 이 요소에 대한 기호를 선택할 때 "원"되었습니다. 케이.

자연에 칼륨의 존재

자유 상태에서는 찾을 수 없습니다. 칼륨은 실비나이트 KCl NaCl, 카르날라이트 KCl MgCl 2 6H 2 O, 카이나이트 KCl MgSO 4 6H 2 O의 일부이며 탄산염 K 2 CO 3 (칼리)의 형태로 일부 식물의 재에도 존재합니다. 칼륨은 모든 세포에서 발견됩니다(아래 섹션 참조). 생물학적 역할).

칼륨 - 칼륨 얻기

칼륨은 다른 알칼리 금속과 마찬가지로 용융된 염화물이나 알칼리를 전기분해하여 얻습니다. 염화물은 녹는점이 더 높기 때문에(600~650°C), 직선형 알칼리의 전기분해는 소다나 칼륨(최대 12%)을 첨가하여 더 자주 수행됩니다. 용융 염화물을 전기분해하는 동안 용융 칼륨은 음극에서 방출되고 염소는 양극에서 방출됩니다.
K + + e − → K
2Cl − − 2e − → Cl 2

알칼리를 전기분해하는 동안 용융된 칼륨도 음극에서 방출되고 산소는 양극에서 방출됩니다.
4OH − − 4e − → 2H 2 O + O 2

녹은 물은 빠르게 증발합니다. 칼륨이 염소나 산소와 상호 작용하는 것을 방지하기 위해 음극은 구리로 만들어지고 그 위에 구리 실린더가 배치됩니다. 생성된 칼륨은 실린더에 용융된 형태로 수집됩니다. 양극은 또한 니켈 원통형(알칼리 전기분해용) 또는 흑연(염화물 전기분해용) 형태로 만들어집니다.

칼륨의 물리적 성질

칼륨은 갓 형성된 표면에 특징적인 광택을 내는 은빛 물질입니다. 매우 가볍고 가용성입니다. 수은에 비교적 잘 용해되어 아말감을 형성합니다. 칼륨(및 그 화합물)을 버너 불꽃에 첨가하면 불꽃이 특징적인 분홍색-보라색으로 변합니다.

칼륨의 화학적 성질

칼륨은 다른 알칼리 금속과 마찬가지로 전형적인 금속 특성을 나타내며 화학적으로 매우 활성적이고 쉽게 전자를 제공합니다.

강력한 환원제이다. 산소와 매우 활발하게 결합하여 산화물이 형성되지 않고 과산화물 칼륨 KO 2 (또는 K 2 O 4)가 형성됩니다. 수소 분위기에서 가열하면 수소화 칼륨 KH가 형성됩니다. 할로겐화물, 황화물, 질화물, 인화물 등을 형성하는 모든 비금속뿐만 아니라 물 (반응이 폭발적으로 발생함), 다양한 산화물 및 염과 같은 복합 물질과도 잘 상호 작용합니다. 이 경우 다른 금속을 자유 상태로 감소시킵니다.

칼륨은 등유층 아래에 ​​저장됩니다.

산화칼륨 및 과산화칼륨

칼륨이 대기 산소와 반응하면 산화물이 아닌 과산화물과 과산화물이 형성됩니다.

산화칼륨산소가 거의 포함되지 않은 환경에서 금속을 180°C를 초과하지 않는 온도로 가열하거나 과산화칼륨과 금속 칼륨의 혼합물을 가열하여 얻을 수 있습니다.

산화 칼륨은 뚜렷한 기본 특성을 가지며 물, 산 및 산성 산화물과 격렬하게 반응합니다. 실제적인 의미는 없습니다. 과산화물은 물에 용해되고 알칼리와 과산화수소를 형성하는 황백색 분말입니다.

이산화탄소를 산소로 교환하는 능력은 방독면과 잠수함의 절연에 사용됩니다. 과산화칼륨과 과산화나트륨의 등몰 혼합물이 흡수제로 사용됩니다. 혼합물이 등몰이 아닌 경우 과산화나트륨이 과량인 경우 방출되는 것보다 더 많은 가스가 흡수되고(2부피의 CO 2를 흡수하면 1부피의 O 2가 방출됨) 밀폐된 공간의 압력은 과산화칼륨이 과량(2배의 CO 2를 흡수할 때 3배의 O가 방출됨 2)의 경우 흡수된 것보다 더 많은 가스가 방출되고 압력이 증가합니다.

등몰 혼합물(Na 2 O 2:K 2 O 4 = 1:1)의 경우 흡수된 가스와 방출된 가스의 부피는 동일합니다(4 부피의 CO 2가 흡수되면 4 부피의 O 2가 방출됩니다) ).

과산화물은 강력한 산화제이므로 섬유 산업에서 직물을 표백하는 데 사용됩니다.

과산화물은 이산화탄소가 없는 공기 중에서 금속을 소성하여 얻습니다.

수산화칼륨

수산화칼륨(또는 가성칼륨)은 흰색의 불투명하고 흡습성이 매우 높은 결정으로 360°C에서 녹습니다. 수산화칼륨은 알칼리성이다. 물에 잘 녹고 많은 양의 열을 방출합니다. 20°C에서 물 100g에 대한 수산화칼륨의 용해도는 112g입니다.

칼륨 용도

• 실온에서 액체인 칼륨과 나트륨의 합금은 예를 들어 고속 중성자 원자력 발전소와 같은 폐쇄 시스템에서 냉각제로 사용됩니다. 또한 루비듐 및 세슘과의 액체 합금이 널리 사용됩니다. 나트륨 12%, 칼륨 47%, 세슘 41% 구성의 합금은 녹는점이 -78°C로 기록적으로 낮습니다.
• 칼륨 화합물은 가장 중요한 생물학적 요소이므로 비료로 사용됩니다.
• 칼륨 염은 상대적으로 높은 비용에도 불구하고 종종 해당 나트륨 염보다 더 잘 용해되어 증가된 전류 밀도에서 전해질의 집중적인 작동을 제공하기 때문에 전기 도금에 널리 사용됩니다.

중요한 연결

버너 불꽃에서 칼륨 이온 불꽃의 보라색

• 브롬화 칼륨은 의학 및 신경계 진정제로 사용됩니다.
• 수산화 칼륨(가성 칼륨) - 알카라인 배터리 및 가스 건조에 사용됩니다.
• 탄산칼륨(칼륨) - 유리 제조 시 비료로 사용됩니다.
• 염화칼륨(실빈, "칼륨염") - 비료로 사용됩니다.
• 질산칼륨(질산칼륨)은 흑색화약의 성분인 비료입니다.
• 과염소산칼륨과 염소산염(베르톨레 소금)은 성냥, 로켓 가루, 조명 장약, 폭발물, 전기도금 생산에 사용됩니다.
• 중크롬산칼륨(크롬산)은 강력한 산화제이며, 화학 식기 세척 및 가죽 가공(태닝)을 위한 "크롬 혼합물"을 준비하는 데 사용됩니다. 또한 암모니아, 황화수소 및 포스핀으로부터 아세틸렌 공장의 아세틸렌을 정제하는 데에도 사용됩니다.
• 과망간산칼륨은 강력한 산화제로서 의약의 방부제와 실험실 산소 생산에 사용됩니다.
• 압전기로서의 주석산칼륨나트륨(로셸염).
• 레이저 기술에서 단결정 형태의 인산이수소칼륨과 디중수소인산.
• 과산화칼륨과 과산화칼륨은 잠수함과 방독면(이산화탄소를 흡수하여 산소를 방출함)의 공기 재생에 사용됩니다.
• 불화붕산칼륨은 강철 및 비철금속 납땜에 중요한 플럭스입니다.
• 시안화칼륨은 전기도금(은도금, 금도금), 금 채굴 및 강철의 연질화에 사용됩니다.
• 칼륨은 과산화칼륨과 함께 물을 수소와 산소로 열화학적으로 분해하는 데 사용됩니다(칼륨 사이클 "Gaz de France", 프랑스).

생물학적 역할

칼륨은 특히 식물계에서 가장 중요한 생물학적 요소입니다. 토양에 칼륨이 부족하면 식물의 발달이 매우 나쁘고 수확량이 감소하므로 추출된 칼륨염의 약 90%가 비료로 사용됩니다.

인체의 칼륨

칼륨은 대부분 세포에서 발견되며, 세포간 공간보다 최대 40배 더 많이 발견됩니다. 세포가 기능하면서 과도한 칼륨이 세포질을 떠나므로 농도를 유지하려면 나트륨-칼륨 펌프를 통해 다시 펌핑해야 합니다.

칼륨과 나트륨은 기능적으로 서로 관련되어 있으며 다음과 같은 기능을 수행합니다.

• 막 전위 및 근육 수축 발생 조건을 만듭니다.
• 혈액 삼투압 농도 유지.
• 산-염기 균형 유지.
• 물 균형의 정상화.
• 멤브레인 운송을 보장합니다.
• 다양한 효소의 활성화.
• 심장 박동의 정상화.

칼륨의 일일 권장 복용량은 어린이의 경우 600~1700mg, 성인의 경우 1800~5000mg입니다. 칼륨의 필요성은 총 체중, 신체 활동, 생리적 상태 및 거주지의 기후에 따라 다릅니다. 구토, 장기간의 설사, 다량의 발한, 이뇨제 사용은 신체의 칼륨 필요량을 증가시킵니다.

주요 식품 공급원은 말린 살구, 멜론, 콩, 키위, 감자, 아보카도, 바나나, 브로콜리, 간, 우유, 견과류 버터, 감귤류, 포도입니다. 생선과 유제품에는 칼륨이 많이 들어 있습니다.

흡수는 소장에서 일어납니다. 칼륨의 흡수는 비타민 B6에 의해 촉진되고 알코올에 의해 복잡해집니다.

칼륨이 부족하면 저칼륨혈증이 발생합니다. 심장 및 골격근의 기능 장애가 발생합니다. 장기간의 칼륨 결핍은 급성 신경통을 유발할 수 있습니다.

칼륨은 원소 물질이자 금속이므로 활성이 높아 자연에서 너겟 형태로 발생하지 않습니다. 칼륨은 광물과 해수, 동식물의 유기체에 포함되어 있으며 풍부도가 7위를 차지합니다. 이는 살아있는 세포의 기능에 필요하기 때문에 생물학적으로 매우 중요합니다.

칼륨의 물리적, 화학적 성질

칼륨은 부드러운 물질(칼로자를 수 있음), 은빛 색상, 가볍고(물보다 가벼움) 가용성입니다. 분홍색-보라색 불꽃으로 연소됩니다.

산소, 물, 할로겐, 묽은 산과 활발하게 반응하는 알칼리 금속으로, 반응에는 종종 폭발이 동반됩니다. 질소와 반응하지 않습니다. 알칼리 및 알코올과 반응합니다.

순수한 칼륨으로 작업하려면 보호 장비를 사용해야 합니다. 피부나 눈에 있는 아주 작은 입자라도 접촉하면 심각한 화상을 입을 수 있기 때문입니다.

칼륨은 미네랄 오일, 실리콘, 탈수 등유 등 공기와의 접촉을 방지하는 물질 층 아래 밀봉된 철 용기에 보관해야 합니다.

칼륨 및 그 화합물의 사용

순수한 금속 형태의 물질은 제한된 범위의 영역에서 사용됩니다.
- 일부 전류원의 전극은 이것으로 만들어집니다.
- 진공을 유지하는 가스 흡착제로 전자관에 사용됩니다. 광전지, 가스 방전 램프 및 장치, 열이온 변환기, 광전자 증배관;
- 과산화물 생산용
- 칼륨-40 동위원소를 사용하여 암석의 나이를 계산합니다.
- 인공 동위원소인 칼륨-42는 의학과 생물학에서 방사성 추적자로 사용됩니다.
- 칼륨과 나트륨의 합금 - 정상적인 조건에서 원자로의 냉각제로 사용되는 액체 물질입니다. 다른 액체 칼륨 합금도 사용됩니다.

다양한 칼륨 화합물에 대한 수요가 훨씬 더 많습니다.
- 의료행위에서는 염화칼륨, 요오드화칼륨, 과망간산염, 브롬화칼륨이 사용됩니다. 칼륨은 복합 비타민-미네랄 제제에 반드시 포함됩니다. 우리 몸은 심장을 포함한 근육 기능을 위해 필요합니다. 균형 잡힌 혈액 구성, 수분 및 산-염기 균형을 유지합니다.
- 산업계에서 얻는 칼륨의 대부분(90% 이상)은 식물 발달에 필수적인 칼륨 비료 생산에 사용됩니다. 이를 위해 농업에서는 다양한 칼륨염이 사용됩니다. 가장 인기있는 것은 질산칼륨, 인도산칼륨 또는 질산칼륨으로 알려진 질산칼륨염입니다.
- KOH(수산화칼륨)는 배터리에서 가스를 건조시키는 데 사용됩니다.
- 칼륨(탄산칼륨)은 칼륨 광학 유리 생산, 비료 생산, 가스 정화, 건조 및 가죽 태닝 공정에서 사용됩니다.
- 과산화칼륨과 과산화물은 이산화탄소를 흡수하고 산소를 방출합니다. 이 속성은 가스 마스크, 광산, 잠수함 및 우주선에서 산소를 재생하는 데 사용됩니다.
- 직물은 과산화물을 사용하여 표백됩니다.
- 칼륨 화합물은 다양한 폭발물 및 가연성 물질의 일부입니다.
- 과망간산칼륨은 실험실에서 O2를 생산하는 데 사용됩니다.
- 칼륨 화합물은 전기 도금 및 유기 합성, 레이저 기술 및 사진, 아세틸렌 및 철강 및 압전 생산에 사용됩니다. 비철금속, 철강의 납땜, 화학용품 세척 등에 사용됩니다.

요오드화칼륨, 질산칼륨, 탄산칼륨은 당사의 화학 시약이 저장하는 칼륨 화합물의 일부일 뿐입니다. 모스크바와 모스크바 지역에서는 Prime Chemicals Group에서 실험실 및 생산용 제품을 구매하는 것이 편리하고 수익성이 높습니다. 우리는 훌륭한 서비스, 배송 및 픽업 옵션을 제공합니다.

칼륨(라틴어 칼륨), K, 주기율표의 짧은 형태(긴 형태의 1족) I족의 화학 원소; 원자 번호 19; 원자 질량 39.0983; 알칼리 금속을 말합니다. 천연 칼륨은 세 가지 동위원소로 구성됩니다: 39 K(93.2581%), 40 K(0.0117%; 약한 방사성, T 1/2 1.277 10 9년, β-붕괴 최대 40 Ca), 41 K(6.7302%). 질량수 32~54의 방사성동위원소가 인공적으로 획득되었습니다.

역사적 참고자료.일부 칼륨 화합물은 고대부터 알려져 있었습니다. 예를 들어 탄산칼륨 K 2 CO 3(소위 식물 알칼리라고 함)는 나무 재에서 분리되어 비누를 만드는 데 사용되었습니다. 금속 칼륨은 1807년 G. Davy가 습식 고체 KOH 수산화물을 전기분해하여 처음 얻었으며 칼륨(영어 칼륨은 영어 칼륨에서 유래한 칼륨 - 탄산칼륨의 이름)이라고 명명되었습니다. 1809년에 "칼륨"(아랍어 al-kali - 칼륨)이라는 이름이 제안되었습니다. "칼륨"이라는 이름은 영국, 미국, 프랑스 및 기타 국가에서 보존되었습니다. 러시아에서는 1840년부터 "칼륨"이라는 이름이 사용되었으며 독일, 오스트리아 및 스칸디나비아 국가에서도 채택되었습니다.

자연의 보급. 지각의 칼륨 함량은 중량 기준으로 2.6%입니다. 칼륨은 자연에서 자유 상태로 발생하지 않습니다. 칼륨은 하석 및 백류석 규산염, 장석(예: 정사석) 및 운모(예: 백운모)에서 상당한 양으로 발견됩니다. 자체 칼륨 광물 - 실바이트, 실비나이트, 카르날라이트, 카이나이트, 랑베이나이트 K 2 SO 4 ∙2MgSO 4는 천연 칼륨 염의 큰 축적을 형성합니다. 물과 이산화탄소의 작용으로 인해 칼륨은 용해성 화합물로 변하여 부분적으로는 바다로 운반되고 부분적으로는 토양에 유지됩니다. 칼륨염은 염호의 염수와 지하 염수에서도 발견됩니다.

속성. 칼륨 원자의 외부 전자 껍질의 구성은 4s 1입니다. 화합물에서는 +1의 산화 상태를 나타냅니다. 이온화 에너지 K 0 →K + →K 2+는 각각 4.3407 및 31.8196 eV이고; 폴링 전기음성도 0.82; 원자 반경 220pm, K+ 이온 반경 152pm(배위수 6).

칼륨은 은백색의 부드러운 금속입니다. 체심 입방 결정 격자; 녹는점 63.38 °C, 끓는점 759 °C, 밀도 856 kg/m 3 (20 °C); 298K에서 열용량 29.60J/(mol·K)

칼륨은 압착 및 압연이 가능하고 칼로 쉽게 절단할 수 있으며 저온에서도 가소성을 유지합니다. 브리넬 경도 0.4 MPa.

칼륨은 화학적 활성이 높은 금속입니다(칼륨은 휘발유, 등유 또는 광유 층 아래에 ​​저장됩니다). 정상적인 조건에서 칼륨은 산소 (K 2 O 산화물, K 2 O 2 과산화물, 초과 산화물 KO 2 형성 - 주요 생성물), 할로겐 (해당 할로겐화 칼륨), 가열시 황 (K 2 S 황화물)과 상호 작용합니다. 셀레늄(셀레나이드 K 2 Se), 텔루르(K 2 Te 텔루라이드), 질소 분위기의 인(인화물 K 3 P 및 K 2 P5), 탄소(KS 8 - KS 60 조성의 층상 화합물), 수소(KN 수소화물). 칼륨은 방전에 노출된 경우에만 질소와 상호작용합니다(KN 3 아지드 및 K 3 N 질화물이 소량 형성됨). 칼륨은 일부 금속과 반응하여 금속간 화합물 또는 고용체(칼륨 합금)를 형성합니다. 높은 화학적 활성을 특징으로 하는 나트륨 합금은 실용적으로 가장 중요합니다. 불활성 분위기에서 금속을 합금하거나 KOH 수산화물 또는 KCl 염화물에 금속 나트륨을 작용시켜 얻습니다.

칼륨 금속은 강력한 환원제입니다. 물과 격렬하게 반응(금속의 폭발 및 발화가 있는 일반적인 조건에서)하고(수산화칼륨 KOH가 형성됨), 산과 격렬하게 반응합니다(때로는 폭발과 함께)(해당 염이 형성됨). 예를 들어 중크롬산칼륨, 질산칼륨, 과망간산칼륨, 인산칼륨, 시안화칼륨)은 B, Si, Al, Ag, Bi, Co, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, Sn, Ti의 산화물을 원소로 환원시키고; 다른 금속의 황산염, 아황산염, 질산염, 아질산염, 탄산염 및 인산염 - 해당 금속의 산화물. 칼륨 금속은 액체 암모니아에 천천히 용해되어 금속 전도성을 지닌 진한 파란색 용액을 형성합니다. 용해된 금속은 점차적으로 암모니아와 반응하여 아미드(2K + 2NH 3 = 2KNH 2 + H 2)를 형성합니다. 칼륨은 다양한 유기 화합물과 상호작용합니다: 알코올(알코올산염이 형성됨, 예: 에틸레이트 C 2 H 5 OK), 아세틸렌(아세틸렌화물 KS=CH 및 KS=SK), 할로겐화 알킬(칼륨 알킬, 예: 에틸칼륨 C 2 H 5 K) 및 아릴 할라이드(칼륨 아릴, 예를 들어 페닐칼륨 C 6 H 5 K). 칼륨 금속은 알켄과 디엔의 중합 반응을 시작합니다. N- 및 O-공여 다환 리간드(크라운 에테르, 크립탄드 및 기타 이온 운반체)를 사용하여 칼륨은 착화합물을 형성합니다.

칼륨을 사용하는 경우 물과 접촉 시 발화하는 능력을 포함하여 칼륨의 높은 반응성을 고려해야 합니다. 안전을 위해 고무장갑, 보안경, 마스크를 착용해야 합니다. 불활성 대기(아르곤, 질소)의 특수 챔버에서 다량의 칼륨을 작업해야 합니다. 불타는 칼륨을 끄려면 식염 NaCl 또는 소다회 Na 2 CO 3을 사용하십시오.

생물학적 역할. 칼륨은 생물학적 요소입니다. 인간의 일일 칼륨 필요량은 약 2g입니다. 살아있는 유기체에서 칼륨 이온은 신진 대사 조절 과정, 특히 세포막을 통한 이온 전달 과정에서 중요한 역할을 합니다(예를 들어 이온 펌프 기사 참조).

영수증. 산업계에서는 역류탑에서 용융된 KOH 수산화물 또는 KCl 염화물을 나트륨 금속으로 환원시킨 후 칼륨 증기를 응축시켜 칼륨을 얻습니다. 칼륨을 생산하는 진공-열 방법은 알루미늄 또는 규소와 산화칼슘(6Kl + 2Al + 4CaO = 6K + 3CaCl 2 + CaO Al 2 O 3 또는 4Kl + Si)의 혼합물로 가열할 때 염화 KCl의 환원을 기반으로 하는 유망한 방법입니다. + 4CaO = 4K + 2CaCl 2 + 2CaO∙SiO 2), 용융된 납 음극을 사용하여 탄산 K 2 CO 3 또는 염화 KCl을 전기분해한 후 증류하여 납과 칼륨 합금을 생성하는 방법도 있습니다. 칼륨 합금. 전 세계 칼륨 생산량은 약 28톤/년(2004년)이다.

애플리케이션. 금속칼륨은 화학동력원의 전극재료로, 합성고무 제조공정에서 촉매로 사용된다. 다양한 칼륨 화합물이 널리 사용됩니다. 과산화물 K 2 O 2 및 과산화물 KO 2 - 산소 재생용 조성물 구성 요소(잠수함, 우주선 및 기타 밀폐 공간), KN 수소화물 - 화학 합성의 환원제, 칼륨과 나트륨의 합금 (10-60 중량% Na, 실온에서 액체) - 원자로의 냉각수, 티타늄 생산의 환원제, 산소 및 수증기로부터 가스를 정화하기 위한 시약; 칼륨염은 칼륨 비료 및 세제 성분으로 사용됩니다. 이온 운반체와 칼륨 복합체는 세포막을 통한 칼륨 이온의 수송을 연구하기 위한 모델입니다. 방사성동위원소 42K(T 1/2 12.36h)는 화학, 의학 및 생물학에서 방사성 지표로 사용됩니다.

직역: 나트륨과 칼륨. L., 1959; Stepin B. D., Tsvetkov A. A. 무기 화학. 엠., 1994; 무기 화학: 원소 화학 / Yu. D. Tretyakov 편집. 엠., 2004. T. 2.