Свойства калия и его взаимодействие с водой

[Deposit Photos]

Калий — девятнадцатый элемент периодической таблицы Менделеева, относится к щелочным металлам. Это простое вещество, которое при нормальных условиях пребывает в твердом агрегатном состоянии. Закипает калий при температуре 761 °С. Температура плавления элемента — 63 °С. Калий имеет серебристо-белую окраску с металлическим блеском.

Химические свойства калия

Калий — элемент, обладающий высокой химической активностью, поэтому его нельзя хранить на открытом воздухе: щелочной металл моментально вступает в реакцию с окружающими веществами. Этот химический элемент относится к I группе и IV периоду таблицы Менделеева. Калий обладает всеми характерными для металлов свойствами.

Он взаимодействует с простыми веществами, к которым относятся галогены (бром, хлор, фтор, иод) и фосфор, сера, азот и кислород. Взаимодействие калия с кислородом называется окислением. В течение этой химической реакции кислород и калий расходуются в молярном соотношении 4:1, в результате чего образуется оксид калия в количестве двух частей. Такое взаимодействие можно выразить уравнением реакции:

4К + О₂ = 2К₂О

Во время горения калия наблюдается пламя ярко-фиолетового цвета.

Такое взаимодействие считается качественной реакцией на определение калия. Реакции калия с галогенами называются в соответствии с названиями химических элементов: это фторирование, иодирование, бромирование, хлорирование. Такие взаимодействия являются реакциями присоединения. Пример — реакция между калием и хлором, в результате которой образуется хлорид калия. Для проведения такого взаимодействия берут два моля калия и один моль хлора. В результате образуется два моля калия:

2К + СІ₂ = 2КСІ

Молекулярное строение хлорида калия

[Wikimedia]

При горении на открытом воздухе калий и азот расходуются в молярном соотношении 6:1. В результате такого взаимодействия образуется нитрид калия в количестве двух частей:

6К + N₂ = 2K₃N

Соединение представляет собой кристаллы зелено-черного цвета.
С фосфором калий реагирует по такому же принципу. Если взять 3 моля калия и 1 моль фосфора, получится 1 моль фосфида:

3К + Р = К₃Р

Калий реагирует с водородом, образуя гидрид:

2К + Н₂ = 2КН

Все реакции присоединения происходят при высоких температурах

Взаимодействие калия со сложными веществами

К сложным веществам, с которыми вступает в реакцию калий, относятся вода, соли, кислоты и оксиды. Так как калий — активный металл, он вытесняет атомы водорода из их соединений. Пример — реакция, происходящая между калием и соляной кислотой. Для ее проведения берется по 2 моля калия и кислоты. В результате реакции образуется 2 моля хлорида калия и 1 моль водорода:

2К + 2НСІ = 2КСІ + Н₂

Более детально стоит рассмотреть процесс взаимодействия калия с водой. Калий бурно взаимодействует с водой. Он движется по поверхности воды, его подталкивает выделяющийся водород:

2K + 2H₂O = 2KOH + H₂↑

В ходе реакции в единицу времени выделяется много тепла, что приводит к воспламенению калия и выделяющегося водорода. Это очень интересный процесс: при контакте с водой калий мгновенно воспламеняется, фиолетовое пламя потрескивает и быстро передвигается по поверхности воды. В конце реакции происходит вспышка с разбрызгиванием капель горящего калия и продуктов реакции.

Реакция калия с водой

[Wikimedia]

Основной конечный продукт реакции калия с водой — гидроксид калия (щелочь). Уравнение реакции калия с водой:

4K + 2H₂O + O₂ = 4KOH

Внимание! Не пытайтесь повторить этот опыт самостоятельно!

При неправильном проведении эксперимента можно получить ожог щелочью. Для реакции обычно используют кристаллизатор с водой, в который помещают кусочек калия. Как только водород прекращает горение, многие хотят заглянуть в кристаллизатор. В этот момент происходит завершающая стадия реакции калия с водой, сопровождающаяся слабым взрывом и разбрызгиванием образовавшейся горячей щелочи. Поэтому в целях безопасности стоит держаться на некотором расстоянии от лабораторного стола, пока реакция не завершится полностью. Здесь вы найдете самые зрелищные опыты, которые можно проводить с детьми дома.

Строение калия

[Deposit Photos]

Атом калия состоит из ядра, в котором содержатся протоны и нейтроны, и электронов, вращающихся вокруг него. Количество электронов всегда равно количеству протонов, находящихся внутри ядра. При отсоединении электрона или при присоединении к атому он перестает быть нейтральным и превращается в ион. Ионы делятся на катионы и анионы. Катионы обладают положительным зарядом, анионы — отрицательным. При присоединении к атому электрона он превращается в анион; если же один из электронов покидает свою орбиту, нейтральный атом превращается в катион.

Порядковый номер калия в периодической таблице Менделеева — 19. Значит, протонов в ядре химического элемента находится тоже 19. Вывод: электронов вокруг ядра расположено 19. Количество протонов в структуре атома определяется так: от атомной массы отнять порядковый номер химического элемента. Вывод: в ядре калия находится 20 протонов. Калий принадлежит к IV периоду, имеет 4 «орбиты», на которых равномерно располагаются электроны, пребывающие в постоянном движении. На первой «орбите» расположены 2 электрона, на второй — 8; на третьей и на последней, четвертой «орбите», вращается 1 электрон. Этим объясняется высокий уровень химической активности калия: его последняя «орбита» не заполнена полностью, поэтому элемент стремится соединиться с другими атомами. В результате электроны последних орбит двух элементов станут общими.

Синтез ароматических полииодидов из анилинов

%PDF-1. 6
%
1 0 obj
>
endobj
4 0 obj
/Title
>>
endobj
2 0 obj
>
endobj
3 0 obj
>
stream

Трусова Марина Евгеньевна

endstream
endobj
5 0 obj
>
endobj
6 0 obj
>
endobj
7 0 obj
>
endobj
8 0 obj
>
endobj
9 0 obj
>
endobj
10 0 obj
>
stream
HlUM6dʊHٻ޵n^E߶NҢ5fOE@
=wH^|eo޼7+w+

]]F/^V-s]O0PvՀ]ߖ}bʾw>۟Z1ˮNJ>uUxʪ;ھxLg!a2n5″fki8w?Ǻ:c@kZ}@Kr1W»X⇪#=*BYFowj{m2FRU0$BwL̘x_ uxBOs-#ic0@(ch!Tc{#sL0:R

Исследование ab initio для изучения реакций йодирования на металлических поверхностях анодов Li–I2 аккумуляторов

Чжисяо
Лю, ^и

Ванюй
Ху, ^и

Фэй
Гао ^аб
а также

Хуэйцю
Дэн
* ^около

Принадлежности автора

*

Соответствующие авторы

^и

Колледж материаловедения и инженерии Хунаньского университета, Чанша 410082, Китай

Электронная почта:
hqdeng@hnu. edu.cn

^б

Кафедра ядерной инженерии и радиологических наук, Мичиганский университет, Анн-Арбор, Мичиган, 48109, США

^с

Школа физики и электроники Хунаньского университета, Чанша 410082, Китай

Аннотация

Литий-йодные батареи

(Li-I ₂ ) считаются конкурентоспособным кандидатом для электрохимических накопителей энергии следующего поколения. Высокая растворимость I ₂ в апротонных растворителях или водных системах растворителей и возникающий в результате челночный эффект могут привести к коррозии металлических литиевых анодов. В настоящем исследовании используются подходы к моделированию в атомистическом масштабе для понимания взаимодействия между поверхностями лития и частицами йода. Установлено, что металлическая поверхность Li (100) и поверхность Li (110) очень активно захватывают I ₂ молекул и облегчают диссоциацию этих молекул. Согласно моделированию молекулярной динамики ab initio , поведение при йодировании зависит от покрытия. Когда покрытие йодом составляет всего 12,5%, диссоциированные атомы I не будут разрушать поверхность анода. По мере увеличения покрытия до 100% образуется тонкий слой LiI, который может отслаиваться от поверхности Li, что приводит к необратимой потере активных материалов. Если покрытие достигает 200%, толстая пленка LiI может образовываться на литиевом аноде и осаждаться на литиевой подложке. Как LiNO 9Добавка 0042 ₃ защищает анод батареи Li–I ₂ . Установлено, что атомы O и N от разложения нитрата диффундируют быстрее, чем атомы I в металлическом аноде. Следовательно, между металлическим металлическим литием и йодсодержащими частицами может образоваться слой оксинитрида лития, который может отсекать прямое взаимодействие между анодом и молекулами I ₂ .

Что это такое, его польза и сколько вы должны есть ежедневно

Авторы редакторов WebMD

В этой статье

• Польза йодированной соли для вашего здоровья
• Риски для здоровья при дефиците йодированной соли
• Сколько йода делает Тебе нужно?

Йодированная соль – это соль, содержащая небольшое количество йодида натрия или йодида калия. Это обычная соль, обработанная йодатом калия. На вид и на вкус одинаковые! Большая часть поваренной соли, используемой в настоящее время, йодирована, и она имеет много преимуществ.

Польза йодированной соли для вашего здоровья

Йодированная соль необходима для вашего здоровья, но ее следует употреблять в умеренных количествах. Йод является микроэлементом, распространенным в молочных продуктах, морепродуктах, злаках и яйцах. Люди комбинируют йод с поваренной солью, чтобы уменьшить дефицит йода. Есть много других преимуществ для здоровья от использования йодированной соли в вашем рационе.

Повышает функцию щитовидной железы . Ваша щитовидная железа зависит от йода для увеличения производства гормонов щитовидной железы, таких как трийодтиронин и тироксин. Эти гормоны жизненно важны для вашего здоровья, поскольку они регулируют кровяное давление, температуру тела и частоту сердечных сокращений. Правильное развитие костей и мозга во время беременности и в младенчестве также зависит от этих гормонов щитовидной железы. Недостаток йода в вашем рационе также может вызвать увеличение щитовидной железы. Это состояние называется зобом.

Позволяет контролировать вес. Ваш метаболизм напрямую зависит от здоровья вашей щитовидной железы. Когда у вас очень высокий метаболизм, вы можете не набрать здоровый вес. Медленный метаболизм позволяет организму накапливать больше жира, что приводит к набору веса. Поскольку ваша щитовидная железа зависит от здоровой дозы йода для выполнения своих обязанностей, ваш метаболизм также зависит от уровня йода.

Поддерживает здоровую беременность. Йодированная соль не только способствует развитию костей и мозга, но также может помочь в борьбе с кретинизмом, который влияет как на умственное, так и на физическое развитие будущего ребенка. После рождения кретинизм может привести к потере речи и слуха, а также повлиять на движения тела ребенка. Сбалансированный уровень йода у беременных также может помочь предотвратить выкидыши и гипотиреоз . Гипотиреоз возникает, когда организм не может вырабатывать достаточно гормонов щитовидной железы. Любые проблемы со щитовидной железой могут начаться или усугубиться во время беременности, и часто им можно помочь, повысив уровень йода.

Выводит токсины и препятствует размножению бактерий. Йодированная соль противодействует вредным металлам, таким как ртуть и свинец. Он действует, чтобы отталкивать эти токсины и восстанавливать правильный уровень pH в вашем теле. Йодированная соль также помогает предотвратить размножение вредных бактерий в кишечнике. Исследования показывают, что вредные бактерии могут вызывать усталость, запоры и головные боли.

Способствует здоровью сердца и предотвращает обезвоживание . Йодированная соль помогает вырабатывать гормоны, которые регулируют частоту сердечных сокращений и кровяное давление. Это также помогает сжигать лишние жировые отложения, которые могут привести к сердечным заболеваниям. Соль способствует здоровому уровню гидратации и создает баланс электролитов. Этот баланс имеет решающее значение для правильного функционирования клеток, мышц, тканей и органов.