Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Контролируемая самостоятельная работа студента - Химия металлов калий.doc
Скачиваний:
15
Добавлен:
25.05.2014
Размер:
523.78 Кб
Скачать

Взаимодействие калия с неметаллическими элементами Взаимодействие с галогенами

Кадий энергично взаимодействует с галогенами образованием соответствующих солей. Так, твердый калий воспламеняется в атмосфере фтора и сгорает с образованием KF. С жидким хлором твердый калий практически не взаимодействует. Слабо протекает реакция и в сухом хлоре, причем на поверхности калия образуется пурпурный слой. Расплавленный калий сгорает в хлоре с образованием хлористого калия. С жидким бромом калий взаимодействует со взрывом. С парами брома реакция идёт спокойнее. Реакция между йодом и калием может сопровождаться взрывом, если прессовать эти вещества совместно. Аналогично протекает реакция с расплавленным калием при высоких температурах. Пары калия при 400 − 500 оС взаимодействуют с йодом по следующим реакциям:

K + J2 → KJ2

KJ2 + K → 2 KJ

Калий воспламеняется в жидком JF7. При внесении калия в жидкий JCI происходит взрыв; взрыв наблюдается также при взаимодействии жидкого калия с JCI3.

2 K + CI2 → 2 KCI

Взаимодействие с кислородом

С кислородом калий образует химические соединения следующего состава: K2O, K2O2, K2O3, KO2(K2O4) и KO3.

Окись калия K2O образуется как продукт неполного окисления сухим воздухом или взаимодействия калия при нагревании с различными кислородосодержащими соединениями как самого калия, так и других металлов (высшие оксиды калия, нитраты и нитриты калия, окислы серебра, свинца, ртути, меди, железа, цинка, марганца и других металлов, сульфаты магния, бария и др.). Теплота образования составляет − 86,14 ккал/моль.

Перекись калия K2O2 может быть получена при непосредственном окислении расплавленного калия или при окислении калия, растворённого в жидком аммиаке, кислородом при низких температурах (от − 40 до − 60 оС). Теплота образования перекиси калия из элементов составляет

2 K(тв.) + O2 (газ) → K2O2 (тв.) + 108,8 ккал

При окислении K2O в K2O2 дополнительно выделяются 22 ккал/моль. По Блюменталю температура плавления перекиси калия равна 490 оС. При очень высоких температурах перекись калия разлагается, отщепляя кислород, и переходит в окись.

Перекись калия довольно энергично соединяется с кислородом даже при комнатной температуре; на воздухе процесс окисления идет медленно. Главным продуктом окисления является надперекись калия KO2, но отчасти образуется также K2O3. При высокой температуре, по-видимому, устанавливаются следующие равновесия:

K2O2 + ½ O2 ↔ K2O3

K2O2 + O2 ↔ K2O4 (точнее 2 KO2)

Образование K2O3 в этих условиях оспаривается. По данным некоторых исследований K2O3 получается из KO2 при нагревании его в вакууме (480 оС). Тепловой эффект образования K2O3 из элементов рассчитан равным 126 ккал/моль. Однако исследования И. А. Казарновского и С. И. Райхштейна не подтверждают вообще существования соединения K2O3: по их мнению оно является смесью двух оксидов – 2 KO2 + K2O2

При добавлении небольших воды к большому количеству перекиси возможен взрыв с образованием калия и K2O4. При горении калия в избытке кислорода образуется KO2(K2O4), которому приписывается различное строение.

Согласно Джексону надперекись калия получается окислением при 75 оС расплавленного калия воздухом. Теплота образования надперекиси калия KO2 из элементов при комнатной температуре составляет − 67,9 ккал/моль; для K2O4 принимается значение − 135 ккал/моль или − 133,74 ккал/моль.

При обычных условиях надперекись калия представляет собой ярко-желтый пушистый кристаллический порошок, содержащий почти теоретическое количество кислорода. Температура плавления его 380 оС, плотность 2,14 г/см3.

При действии озона O3 на сухое порошкообразное КОН было получено наивысшее кислородное соединение кали – озонид калия KO3. В чистом виде он был получен И. А. Казарновским, Г. П. Никольским и Т. А. Аблецовой действием тщательно очищенного озонированного кислорода (содержащего 6 − 8 % O3) на сухое порошкообразное КОН при температурах от − 10 до − 15 оС. Образующееся при этом вещество оранжевого цвета в дальнейшем экстрагировалось жидким аммиаком при температурах от − 60 до − 70 оС.

Озонид калия является неустойчивым окислом и уже при комнатной температуре начинает диссоциировать с выделением кислорода и образованием KO2. Теплота образования KO3 из элементов равна − 148 ккал/моль.