Калий

Где используют калий

Как и любой металл, калий очень востребован в промышленной индустрии. Благодаря своим сильным восстановительным свойствам и высокой реактивности его используют в следующих сферах:

• в качестве реагента в химической промышленности;
• сплавы с большим содержанием элемента используют для разработки ядерных реакторов;
• цианид калия используют на рудниках. Там он используется в качестве химического реактива для вытеснения драгоценных металлов из руды.
• является основой для производства удобрений;
• средняя соль калия и угольной кислоты используется в производстве стекла. Его активно используют для выдувания хрусталя, и производства высокоточной оптики.
• калий является одной из составляющих чистящих веществ и стиральных средств;
• хлорат калия используют для изготовления спичек;
• калия хлорид используется в пищевой промышленности в качестве эмульгатора;
• стеарат данного элемента применяется в мыловарении. Он является основой для изготовления жидкого мыла.

История и происхождение названия

Калий в организме человека

Соединения калия используются с древнейших времён. Так, производство поташа (который применялся как моющее средство) существовало уже в XI веке. Золу, образующуюся при сжигании соломы или древесины, обрабатывали водой, а полученный раствор (щёлок) после фильтрования выпаривали. Сухой остаток, помимо карбоната калия K₂CO₃, содержал сульфат калия K₂SO₄, соду и хлорид калия KCl.

19 ноября 1807 года в Бейкеровской лекции английский химик Дэви сообщил о выделении калия электролизом расплава едкого кали (KOH)(в рукописи лекции Дэви указал, что он открыл калий 6 октября 1807 года). Дэви назвал его «потасий» (лат. potasium; это название (правда, в некоторых языках с двумя буквами s) до сих пор употребительно в английском, французском, испанском, португальском и польском языках. При электролизе влажного едкого кали KOH на ртутном катоде он получил амальгаму калия, а после отгонки ртути — чистый металл. Дэви определил его плотность, изучил химические свойства, в том числе разложение воды и поглощение водорода.

В 1808 году французские химики Гей-Люссак и Л. Тенар выделили калий химическим путём — прокаливанием KOH с углём.

В 1809 году немецкий физик Л. В. Гильберт предложил название «калий» (лат. kalium, от араб. аль-кали — поташ). Это название вошло в немецкий язык, оттуда в большинство языков Северной и Восточной Европы (в том числе русский) и «победило» при выборе символа для этого элемента — K.

Получение[ | код]

Продукты, содержащие калий: в каких больше всего, таблица

Калий, как и другие щелочные металлы, получают электролизом расплавленных хлоридов или щелочей. Так как хлориды имеют более высокую температуру плавления (600—650 °C), то чаще проводят электролиз расплавленных щелочей с добавкой к ним соды или поташа (до 12 %). При электролизе расплавленных хлоридов на катоде выделяется расплавленный калий, а на аноде — хлор:

K++e−→K{displaystyle {mathsf {K^{+}+e^{-}rightarrow K}}}

2Cl−→Cl2{displaystyle {mathsf {2Cl^{-}rightarrow Cl_{2}}}}

При электролизе гидроксида калия на катоде также выделяется расплавленный калий, а на аноде — кислород:

4OH−→2H2O+O2{displaystyle {mathsf {4OH^{-}rightarrow 2H_{2}O+O_{2}}}}

Вода из расплава быстро испаряется. Чтобы калий не взаимодействовал с хлором или кислородом, катод изготовляют из меди и над ним помещают медный цилиндр. Образовавшийся калий в расплавленном виде собирается в цилиндре. Анод изготовляют также в виде цилиндра из никеля (при электролизе щелочей) либо из графита (при электролизе хлоридов).

Важное промышленное значение имеют и методы термохимического восстановления:

Na+KOH→N2380−450oCNaOH+K{displaystyle {mathsf {Na+KOH{xrightarrow{380-450^{o}C}}NaOH+K}}}

и восстановление из расплава хлорида калия карбидом кальция, алюминием или кремнием.

Источники калия

Продукты питания

Магний и калий: в каких продуктах присутствуют, преимущества и симптомы дефицита

Калий содержится в разнообразных растительных и животных продуктах и ​​напитках. Прекрасным источником являются многие фрукты и овощи, а также бобовые (например, соевые бобы) и картофель. Мясо, птица, рыба, молоко, йогурт и орехи насыщены калием. Среди крахмалосодержащих продуктов цельнозерновая мука и коричневый рис содержат гораздо больше калия, чем их рафинированные аналоги, а именно белая пшеничная мука и белый рис.

Пищевые добавки

В пищевых добавках калий часто присутствует в виде хлористого калия, но также используются многие другие разновидности, включая калий цитрат, фосфат, аспартат, бикарбонат и глюконат. Часто на этикетках биологически активных добавок указывают количество элементарного калия в продукте, а не массу всего калийсодержащего соединения. Некоторые пищевые добавки содержат йодид калия в микрограммовых количествах, но этот ингредиент служит формой минерального йода, а не калия.

Не все поливитаминные / минеральные добавки содержат калий, но те, в которых он есть, содержат около 80 мг калия. Также доступны добавки исключительно с калием, большинство из них содержат до 99 мг калия.

Многие производители и распространители пищевых добавок ограничивают количество калия в своих продуктах до 99 мг из-за двух проблем, связанных с калийсодержащими препаратами.

Некоторые пероральные лекарственные препараты, содержащие хлористый калий и обеспечивающие более 99 мг калия, небезопасны, потому что они связаны с поражением тонкой кишки. В США Управление по контролю за продуктами питания и лекарственными средствами требует, чтобы некоторые соли калия, содержащие более 99 мг калия на таблетку, были помечены предупреждением о поражении тонкой кишки.

Какой калий лучше усваивается?

Лишь в нескольких исследованиях изучалось, насколько хорошо усваиваются различные формы калия в пищевых добавках. Испытание 2016 года на эффект дозы показало, что организм поглощает около 94% глюконата калия через пищевые добавки, и скорость поглощения аналогична той, когда его получают из картофеля.

Согласно более раннему исследованию, жидкие формы хлористого калия (используемые в качестве лекарства для лечения таких состояний, как дигиталисная интоксикация или аритмия вследствие гипокалиемии) абсорбируются в течение нескольких часов. Хлористый калий в форме энтеросолюбильных таблеток (предназначенных для предотвращения растворения в желудке, но допускающие его в тонкой кишке) всасываются не так быстро, как жидкие формы.

Заменители соли

Многие заменители соли содержат хлористый калий в качестве замены некоторого или всего количества хлорида натрия в соли. Содержание калия в этих продуктах колеблется в широких пределах от 440 до 2800 мг калия на чайную ложку. Некоторые люди, например, страдающие болезнями почек, должны проконсультироваться со своим врачом, прежде чем принимать заменители соли. Это связано с риском гиперкалиемии из-за высокого уровня калия в этих продуктах.

Статья составлена с использованием следующих материалов:

Вильдфлуш И. Р., Цыганов А. Р., Лапа В. В., Персикова Т. Ф. Рациональное применение удобрений: Пособие. – Горки: Белорусская государственная сельскохозяйственная  академия, 2002.– 324 с.

2.

Глинка Н.Л. Общая химия. Учебник для ВУЗов. Изд: Л: Химия, 1985 г, с 731

3.

Минеев В.Г. Агрохимия: Учебник.– 2-е издание, переработанное и дополненное.– М.: Издательство МГУ, Издательство «КолосС», 2004.– 720 с., л. ил.: ил. – (Классический университетский учебник).

4.

Петров Б.А., Селиверстов Н.Ф. Минеральное питание растений. Справочное пособие для студентов и огородников. Екатеринбург, 1998. 79 с.

5.

Энциклопедия для детей. Том 17. Химия. / Глав. ред. В.А. Володин. – М.: Аванта +, 2000. – 640 с., ил.

6.

Ягодин Б.А., Жуков Ю.П., Кобзаренко В.И. Агрохимия / Под редакцией Б.А. Ягодина.– М.: Колос, 2002.– 584 с.: ил (Учебники и учебные пособия для студентов высших учебных заведений).

19 K Potassium, по лицензии CC BY

Сфера применения

Суточная норма потребления калия составляет 3-5 грамм для взрослого человека.

Химические характеристики

Реакция с кислотой

Взаимодействие с кислотами в данном случае можно назвать реакцией замещения, так как калий замещает атомы гидрогена из их соединений. В качестве примера можно привести реакцию калия с соляной кислотой. По такому же принципу калий реагирует с другими неорганическими кислотами.

Реакция с оксидами

Эта реакция относится к реакции обмена. Если металл в составе оксида оказывается слабее, чем калий, то элемент вытесняет его из соединения, присоединяя кислород.

Реакция с основаниями

Реакция с основаниями происходит по тому же принципу, что и взаимодействие с оксидами. Калий способен реагировать с соединениями, в которых элемент слабее, чем он сам. В результате данной реакции барий выпадает в осадок.

Реакция с солями

Химическая реакция с солями позволяет получать чистые металлы без примесей. Калий как сильный восстановитель вытесняет более слабый металл, присоединяя остаток соли к себе.