Главная | Обратная связь

Хімія елементів підгрупи калію та їхніх сполук.

Елементи підгрупи калію - K, Pb, Cs – найбільш типові металічні елементи – катіоногени. При підвищені порядкового номера ця ознака в в елементів посилюється. Для них найбільш характерні сполуки з переважно іонним типом зв’язку. Внаслідок незначної поляризуючої дії іонів (малий заряд, стійкість електронної структури, великі розміри), комплексоутворення з неорганічними лігандами для K⁺, Pb⁺, Cs⁺, Fr⁺ нехарактерне, навіть кристалогідрати для них майже невідомі.

Калій і його аналоги – винятково реакційноздатні метали. На повітрі калій одразу окиснюється, утворюючи пухкі продукти взаємодії; цезій і рубідій самозаймаються. Калій і елементи його підгрупи розміщуються на початку ряду напруг. Взаємодія калію з водою супроводжується самозайманням водню, який виділяється, а взаємодія Pb, Cs – навіть вибухом.

Взаємодія з воднем. При нагріванні калій і його аналоги легко взаємодіють з воднем, утворюючи гідриди: 2К + Н₂ = 2КН

Гідриди лужних металів – сильні відновники. При нагріванні, а також при дії води і кислот гідриди розкладаються з виділенням водню: КН + Н₂О = КОН + Н₂­

КН + НСl = КСl + Н₂­

(як основи себе ведуть).

Взаємодія з киснем. При горінні в струмені кисню калій і його аналоги утворюють надпероксиди:

КО₂ RbO₂ СsO₂

Оранж. Темно-коричн. Жовтий

К + О₂ = КО₂

Непрямим шляхом можна отримати пероксиди Е₂О₂, які є менш стійкі, ніж пероксид натрію Na₂O₂.

Пероксиди і надпероксиди – сильні окиснювачі. Водою, а тим більше розведеними кислотами вони легко розкладаються: 2КО₂ + 2Н₂О = 2КОН + Н₂О₂ + О₂­

Ще більш сильними окиснювачами є озоніди ЕО₃.

Вони утворюються при дії озону на тверді гідроксиди: 4KOH + 4O₃ = 4KO₃ + O₂­ + 2H₂O.

При зберіганні озоніди поступово розкладаються вже за звичайних умов:

2KO₃ = 2KO₂ + O₂­, G₂₉₈ = -86кДж/моль,

а у воді вони інтенсивно і бурхливо виділяють кисень: 4КО₃ + 2Н₂О = 2К⁺ + 2ОН^- + 5О₂­.

Оскільки пероксиди і надпероксиди є достатньо легкоплавкі, то вони часто входять в склад окиснюючих сумішей.

Оксиди. При відновленні пероксидів ЕО₂ металами отримують оксиди:

КО₂ + 3К = 2К₂О.

К2О Rb2O Cs2O

Білий жовтий оранжевий

Оксиди калію і його аналогів – дуже реакційноздатні речовини, енергійно взаємодіють з водою, утворюючи гідроксиди. Про посилення хімічної активності в ряду Li₂O – Na₂O – K₂O – Rb2O – Cs₂O можна говорити за зміною значень енергії Гіббса для реакції:

1/2 ЕО_2(к) + 1/2Н₂О_(г) = ЕОН _(к),

G LiOH NaOH KOH RbOH CsOH

 -46,8 -77,6 -102,4 -104,5 -104,5 кДж/моль.

Це й ж приклад свідчить і про значну відмінність властивостей при переході від Li до Na і від Na до K, а також про більшу подібність властивостей K, Rb і Cs.

Взаємодія з водою. Гідроксиди.

Взаємодія калію з водою супроводжується навіть вибухом.

Гідроксиди КОН, RbOH, CsOH - безколірні, дуже гігроскопічні речовини. При прокалюванні вони, подібно до NaOH, піддаються дистиляції без розкладу. Вони добре розчинні у воді і при цьому виділяється значна кількість тепла. У водних розчинах ЕОН, подібно до NaOH, іонізовані або дисоційовані майже повністю і є дуже сильними основами – лугами – КОН, RbOH, CsOH. Найбільше значення серед них має гідроксид калію (їдке калі) КОН. Його отримують електролізом водного розчину KCl.

Солі лужних металів.

На відміну аналогічних солей Li+ і Na+ такі ж сполуки елементів підгрупи калію як перхлорати ClO₄, хлороплатинати E₂PtCl₆, нітритокобальтатиE₂[Co(NO₂)₆] та деякі інші є важкорозчинними.

З численних похідних елементів підгрупи калію найбільше значення мають похідні калію. Близько 90% отримуваних солей калію використовуються як добрива (у вигляді KNO₃, KCl, K₂SO₄ та ін.). сполуки калію застосовуються також у виробництві скла, мила та ін.

Хлорид калію KCl застосовують у медицині: різноманітні розчини: ін’кційні, діалізні і т.д.

KNO₃ – не гігроскопічний (на відміну NaNO₃) і тому застосовується для виробництва пороху.

K₂CO₃ – поташ, добре розчинний у воді, гігроскопічний.

Аналітична реакція на К⁺. К⁺ можна виявити, осаджуючи його у вигляді перхлорату калію:

KCl + NaClO₄ = KClO₄ + NaCl.

Білий крист.

Чутливою є реакція з гексанітритокобальтатом (ІІІ) натрію:

3KCl + Na₃[Co(NO₂)₆] = 3NaCl = K₃[Co(NO₂)₆]

жовтий крист. осад