Химическият елемент Калий – един странен елемент

Химическият елемент калий е странен. От една страна е много разпространен; съдържанието му в земната кора е 2.4%, което го прави пети по разпространеност метал и седми по съдържание в земната кора елемент. От друга страна не се среща в свободно състояние в природата, тъй като е прекалено реактивен.

Основни характеристики

Откриване

Химическият елемент калий като съставно вещество в различни съединения е познат от векове.

Той е един от алкалните метали, които са силно реактивни и които имат един валентен електрон. Това означава, че калият може лесно да загуби най-външния си електрон и да образува положителни йони (K+). Поради високата си реактивност, химическият елемент Калий не се среща свободен в природата, а само в съединения с други елементи. Някои от най-често срещаните източници на калий са минерали като селитра (калиев нитрат) и поташ (калиев карбонат), които са били използвани от векове за различни цели, като консервиране на храна, производство на барут и производство на сапун.

За първи път химическият елемент Калий е изолиран в самостоятелна форма от Хъмфри Дейви (Humphry Davy) през 1808 г. Получен е чрез електролиза на калиев хидроксид и се явява първият метал изолиран чрез електролиза. Той използва нова техника на електролиза за разграждане на мокър поташ.

Дейви е първият, който наблюдава експлозивната реакция на калий с вода, която произвежда калиев хидроксид (KOH), водороден газ (H2) и много топлина. Топлината може да запали водородния газ, което води до лилав пламък. Това впечатляващо явление се дължи на наличието на калиеви йони в пламъка, които излъчват виолетова светлина, когато се върнат в основното си състояние.

Получаване

Както вече беше споменато химическият елемент калий не се среща в свободно състояние, но е съставна част на слюда, фелдшпат, силвит, силвинит и карналит. Най- големите находища за добив на калий съдържащи материали са в Канада, Русия и Беларус.

Най-често Калият се изолира чрез електролиза.

Химическият елемент Калий – свойства и приложения

Химическият елемент калий е лек и мек метал при стайна температура, който може да се реже с нож и има сребристосив вид, когато е прясно нарязан. Въпреки това, той потъмнява бързо, когато е изложен на въздух, образувайки матов оксиден слой.

Хим ическият елемент Калий също има много ниска точка на топене от 63,38 градуса по Целзий, което означава, че може да се разтопи от свещ. Калият има много ниска плътност от 0,89 грама на кубичен сантиметър, което го прави вторият метал с най-малка плътност след лития. Всъщност калият е толкова лек, че теоретично може да плува по вода, въпреки че не би било добра идея да опитате това у дома, поради гореспоменатата експлозия. Съхранява се потопен в бензин, без контакт с въздуха.

Химическият елемент калий е основен елемент за всички живи клетки, особено за растенията и животните. Растенията се нуждаят от калий за фотосинтеза, дишане, осмоза и активиране на ензими. Калият също е основно хранително вещество за културите и е един от трите (заедно с азота и фосфора) най-използвани в наторяването.

Животните се нуждаят от калий за нервната проводимост, мускулната контракция, регулирането на кръвното налягане и киселинно-алкалния баланс. Калиевите йони участват в генерирането на електрически потенциали през клетъчните мембрани, които са от решаващо значение за предаването на сигнали и импулси.

Растителните клетки са особено богати на калий, който извличат от почвата. Това е и причината да се налага химическият елемент Калий да бъде добавян чрез торене при земеделските земи.

Дефицитът или излишъкът на калий може да причини сериозни здравословни проблеми при хората. Липсата на калий в организма може да доведе до хипокалиемия, която се характеризира с мускулна слабост, крампи, умора, неправилен сърдечен ритъм и парализа.

Хипокалиемията може да бъде причинена от повръщане, диария, диуретици или определени заболявания. От друга страна, твърде много калий в тялото може да доведе до хиперкалиемия, която се характеризира с гадене, изтръпване, изтръпване, сърдечен арест и смърт. Хиперкалиемията може да бъде причинена от бъбречна недостатъчност, травма или определени лекарства.

Средно човек консумира до 7 грама калий на ден и съхранява около 140 грама в клетките на тялото. Нормалното здравословно хранене съдържа достатъчно калий, но някои храни като разтворимо кафе, сардини, ядки, стафиди, картофи и шоколад имат над средното съдържание на калий.

Химическият елемент калий има много приложения в различни области на индустрията. Калиеви соли се използват като окислители, оцветители, основи, заместители на солта и др.

Например, калиев хлорат (KClO3) се използва във фойерверки и кибрит; калиев перманганат (KMnO4) се използва като дезинфектант и антисептик; калиевият хидроксид (KOH) се използва като индустриална основа и съставка на сапун; калиев йодид (KI) се използва като протектор на щитовидната жлеза и фотографски химикал; калиев цитрат (K3C6H5O7) се използва като хранителна добавка и лечение на камъни в бъбреците; и калиев хлорид (KCl) се използва като тор и сол без натрий.

Калиев карбонат се използва при производството на стъкло. Калиев хлорид се използва във фармацевтични продукти и физиологични разтвори.

Течна сплав от калий и натрий се използва като топлоносител в някои атомни реактори.

Химическият елемент калий също има някои интересни приложения в изкуството и науката. Калиев кобалтов нитрит (K3[Co(NO2)6]) е жълт пигмент, известен като кобалтово жълто или ауреолин, използван от художници импресионисти като Клод Моне и Винсент ван Гог.

Калий-40 (K-40) е един от трите естествено срещащи се изотопа на калия и е радиоактивен. Той се разпада на аргон-40 (Ar-40) или калций-40 (Ca-40), излъчвайки бета или гама лъчи. Калий-40 се използва за радиометрично датиране на скали и вкаменелости.