Взаимодействие с кремнием

Калий и кремний не реагируют друг с другом даже при нагревании до высоких температур. В работе Мойсана имеется указание на возможность образования силицида калия в случае непосредственного взаимодействия металлов при нагревании их до температуры кипения калия. Однако в этом случае силицид калия образуется только на поверхности кремния и не может быть выделен в свободном состоянии.

О получении KSi (44,81 вес. % Si) непосредственным синтезом сообщает Хохман. При термическом разложении этого соединения образуется KSi₈.

Взаимодействие с бором

Бор не взаимодействует с килием даже при высоких температурах. Калий можно перегнать над бором без образования при этом каких-либо соединений. Есть указание на образование борида калия состава КВ₆ при электролизе расплава бората калия с фторидом калия в присутствии окислов щелочноземельных металлов и при восстановлении В₂О₃ металлическим калием.

6 K + B₂ → 2 K₃B

Взаимодействие калия с неорганическими соединениями

В реакциях с неорганическими соединениями калий выступает как очень активный металл и сильнейший восстановитель.

С разбавленными кислотами калий реагирует энергично с образованием соответствующих солей и выделением водорода; реакции могут сопровождаться взрывом.

Взаимодействие с водой

Калий исключительно энергично реагирует с водой даже при низких температурах.

2 К _(тв.) + 2 Н₂О _(жидк.) → 2 КОН _(тв.) + Н_{2 (газ)}

К° – ē → К⁺ φ_восст = ­ – 2,925 В

2

2 Н₂О + 2 ē → Н₂ + 2 ОН φ_ок = – 0,413 В

ΔG° = – zF(φ_ок – φ_восст) = – 2 ∙ 96500 ∙ (– 0.413 – (– 2.925)) = – 484,816 КДж/моль

Реакция энергично идет уже при − 100 ^оС; при комнатной температуре она сопровождается взрывом и воспламенением калия. Калий не движется на воде подобно натрию, что объясняется большим давлением образующихся паров калия. Вследствии этого отдача тепла окружающему воздуху незначительна, и калий за счет теплоты реакции нагревается до температуры воспламенения. Калий сгорает ярким пламенем и на льду.

Взаимодействие с соляной кислотой

2 К + 2 НCI → 2 KCI + H₂

К° – ē → К⁺ φ_восст = ­ – 2,925 В

2

2 Н⁺ + 2 ē → Н₂ φ_ок = – 0,059 В

ΔG° = – zF(φ_ок – φ_восст) = – 2 ∙ 96500 ∙ (– 0,059 – (– 2,925)) = – 553,138 КДж/моль

С газообразными HCI, HBr, и HJ реакция протекает при комнатной температуре относительно медленно; расплавленный калий при взаимодействии с этими газами воспламеняется.

Взаимодействие с разбавленной серной кислотой

2 К + Н₂SO_{4 (разбав.)} → К₂SО₄ + Н₂

К° – ē → К⁺ φ_восст = ­ – 2,925 В

2

2 Н⁺ + 2 ē → Н₂ φ_ок = – 0,059 В

ΔG° = – zF(φ_ок – φ_восст) = – 2 ∙ 96500 ∙ (– 0,059 – (– 2,925)) = – 553,138 КДж/моль

При реакции с 35 % Н₂SO₄ наступает воспламенение уже при − 68 ^оС.

Взаимодействие с концентрированной серной кислотой

8 К + 5 Н₂SО_{4 (конц)} → 4 К₂SО₄ + 4 Н₂О + Н₂S

К° – ē → К⁺ φ_восст = ­ – 2,925 В

8

10 Н⁺ +SO₄^2- + 8 ē → Н₂S + 4 HOH φ_ок = 0,311 В

ΔG° = – zF(φ_ок – φ_восст) = – 8 ∙ 96500 ∙ (0,311 – (– 2,925)) = – 2498,192 КДж/моль

При соприкосновении с концентрированной серной кислотой происходит сильная детонация, причем серная кислота восстанавливается до SO₂, S и K₂S.