СЛОВАРЬ ЮНОГО ХИМИКА

КАЛИЙ

Калий (лат. Kalium) — химический элемент I группы периодической системы Менделеева; атомный номер 19, атомная масса 39,098, относится к щелочным металлам.

Калий был открыт в виде металла английским химиком Г. Дэви в 1807 г. при электролизе расплавленного едкого кали КОН.

Калия в земной коре содержится 2,5% по массе. Калийсодержащих минералов известно несколько сотен, среди них — сильвин КС1, карналлит КС1Х XMgCl2-6H20 и др. Самый распространенный минерал — ортоклаз — калий-алюминиевая соль кремневой кислоты. Формула этого минерала, который составляет 18% массы земной коры, К20-А1203Х X6Si02. Хотя ортоклаз слабо взаимодействует с водой, но именно из него попадает в почву большая часть калия. При химическом выветривании — разрушении ортоклаза под действием природных вод и углекислого газа образуется поташ. Поташ хорошо растворяется в воде, в результате чего калий становится доступным для растений.

Калий очень мягок — легко режется ножом, очень легок — держится на поверхности воды (плотность 0,862 г/см3), хорошо проводит тепло и ток, плавится при температуре 63,55°С, кипит при 760°С. Химически очень активен. Водой окисляется мгновенно, загорается и даже взрывается при взаимодействии с ней. При этом образуется одна из самых сильных щелочей — КОН. Калий соединяется со всеми неметаллами, кроме инертных газов. В соединениях степень окисления калия +1.

Большинство калийных солей легко растворяются в воде. Именно поэтому, из-за вымывания их из почвы (а также потому, что часть калия уходит из почвы вместе с урожаем), приходится вносить на поля калийные удобрения в больших количествах. Несмотря на то что в природе много и ортоклаза, и других соединений калия, процессы их химического разрушения идут медленно.

При недостатке этого элемента замедляется рост растений, желтеют листья, плоды (например, у фруктов) становятся менее сладкими, семена теряют всхожесть. Обычно калийные удобрения — это природные или измененные в процессе химической обработки соли калия: сильвинит KCl-NaCI, хлорид калия КС1, сульфат калия K2S04. Сульфат калия — самое дорогое из трех важнейших калийных удобрений. Но его необходимо получать и использовать, поскольку некоторым растениям и почвам явно вреден избыток ионов CI", Удобрения, содержащие KCI, обычно вносят в почву осенью, чтобы осенние дожди и весенние талые воды успели вынести часть ионов хлора, а ионы калия, удерживаемые почвой, сохранились в ней.

Калий используется обычно именно в форме солей. Калийная селитра KN03 — двойное удобрение и хороший окислитель, компонент дымного пороха; фторид калия KF — важный металлургический флюс; «марганцовка» КМп04 — окислитель и антисептик; хлорат калия КСЮз (знаменитая бертолетова соль) нужен в пиротехнике и в производстве спичек; поташ К2СО3 необходим при варке стекла.

Металлический калий употребляется крайне ограниченно — как восстановитель при получении металлического титана и как теплоноситель в атомных реакторах. Но здесь предпочитают использовать не чистый калий, а сплав калия с натрием или даже чистый натрий.

Измерения делаются с помощью специальных приборов — калориметров. Простейший калориметр представляет собой сосуд, в котором теплота изучаемого процесса передается жидкости, температура которой точно измеряется. Зная теплоемкость жидкости и ее массу, химик после точного измерения роста (или снижения) ее температуры вычисляет, сколько теплоты выделено или поглощено.

Разработаны калориметры многих конструкций, способные работать как при температурах, близких к абсолютному нулю, так и при жаре в тысячи градусов.

Существуют миниатюрные калориметры, предназначенные для микроизмерений, и есть многотонные гиганты.

Например, уникальный ионизационный калориметр, предназначенный для измерения энергии космических лучей, установлен на горе Арагац в Армении. Весит он 70 т.