Распространение в природе
Калий широко распространен в природе, его содержание в литосфере составляет около 2,5% по массе. Он входит в состав слюд и полевых шпатов. Калий накапливается в магматических процессах, проходящих в кислых магмах, после чего кристаллизуется в граниты и другие породы.
Данный химический элемент слабо мигрирует на земной поверхности, при выветривании горных пород он частично переходит в воды, где захватывается организмами и поглощается глинами. Воды рек бедны калием, в океан он поступает в меньшем количестве, чем натрий. В океане калий поглощают организмы, он входит в состав донного ила.
Растения получают калий из почвы, это один из важнейших биогенных элементов. Суточная потребность в калии взрослого человека составляет 2-3 г. Калий сосредоточен главным образом в клетках, во внеклеточной среде его намного меньше.
Физические и химические свойства
Калий — очень мягкий металл, его без труда можно разрезать ножом. У него объемно-центрированная кубическая кристаллическая решетка. Химическая активность этого элемента выше, чем у других металлов. Она обусловлена удаленностью единственного валентного электрона атома калия от ядра.
Калий быстро окисляется на воздухе, особенно во влажном, поэтому его хранят в бензине, минеральном масле или керосине. Этот металл очень энергично реагирует с водой, выделяя водород, иногда данная реакция сопровождается взрывом. Он медленно растворяется в аммиаке, получаемый при этом синий раствор является сильным восстановителем.
При комнатной температуре калий вступает в реакцию с галогенами, при слабом нагревании — с серой, при более сильном — с теллуром и селеном. При температуре выше 200°С в атмосфере водорода он образует гидрид, который самовоспламеняется на воздухе. Калий не взаимодействует с азотом даже при нагревании под давлением, но под воздействием электрического разряда образует нитрид и азид калия. Присутствие калия определяют по фиолетовому окрашиванию пламени.
Получение и применение
В промышленности калий получают в результате обменных реакций между металлическим натрием и гидроксидом или хлоридом калия. Иногда используют нагревание смеси хлорида калия с алюминием и известью до 200°С.
Главный потребитель солей калия — сельское хозяйство, этот химический элемент входят в состав калийных удобрений. Сплавы калия с натрием используются в ядерных реакторах в качестве теплоносителя, а также как восстановители в производстве титана. Из металлического калия готовят перекись, предназначенную для регенерации кислорода в подводных лодках.