Важнейшие соединения калия

Гидрид калия KH. Солеобразное соединение (с электроотрицательным водородом) образует бесцветные кубические кристаллы с решеткой типа NaCl (межионное расстояние 2,85 А, tпл=400оС, плотность 1,47 г/см3 [2]), которые растворяются в расплавленном калии и при нагревании разлагаются под действием воды, спирта и т.д. Сильный восстановитель.
-57,82 кДж/моль;-34,0 кДж/моль;50 Дж/моль.K [3].

Оксид калия K2O. Белые, слегка желтоватые кубические кристаллы с плотностью 2,32 г/см3 [2]. Растворим в воде, спирте и эфире, энергично поглощает воду и оксид углерода (IV) и при нагревании до 400оС в вакууме разлагается с образованием пероксида калия и металлического калия. При нагревании оксид калия реагирует также с фтором, хлором, иодом и серой. Образуется при взаимодействии металлического калия с гидроксидом, нитритом или нитратом калия при нагревании.
-362 кДж/моль;-322 кДж/моль;96 Дж/моль.K [3].

Пероксид калия K2O2. Желтые, кубические кристаллы с плотностью 2,18 г/см3 [2]. Проявляет окислительно-восстановительные свойства. Плавится при 490оС и реагирует с водой. Чувствителен к СО2 воздуха. Получается при пропускании тока кислорода через свежеприготовленный раствор калия в жидком аммиаке (температура -50оC).

Надпероксид калия KO2. Желтый, очень гигроскопичный порошок. Очень сильный окислитель по отношению к водороду, углероду, органическим веществам, оксида азота и т.п. Плавится при 440оC и разлагается с выделением кислорода под действием воды, оксида углерода (IV) (влажного воздуха), разбавленных кислот и т.д. Получают при окислении металлического калия расплавленным нитратом калия, при сжигании металлического калия в избытке воздуха или кислорода в алюминиевых или серебряных тиглях, при электролизе на холоду концентрированного раствора едкого кали и при действии озона на твердый едкий кали. Применяют при регенерации кислорода в выдыхаемом воздухе в подводных лодках, дыхательных приборах изолирующего типа.
-283 кДж/моль;-238 кДж/моль;117 Дж/моль.K [3].

Гидроксид калия KOH. Прозрачное плотное белое вещество (или ромбические кристаллы) с плотностью 2,044 г/см3 [2]. Это вещество гигроскопично. Оно плавится при 450оС, 360оС [2], кипит при 1324оС, растворяется в воде, спирте, эфире и других растворителях. Проявляет свойства основных гидроксидов (относится к щелочам), поглощает СО2 и Н2О из воздуха. Реагирует с некоторыми неметаллами, металлами, а также многими другими соединениями. Разлагает материалы органического происхождения; водные растворы корродируют стекло, расплавы – фарфор, платину. Известен ряд кристаллогидратов едкого кали, например, КОН.2О, КОН.2О, КОН.Н2О, КОН.1/2Н2О. Молярная электропроводность при бесконечном разведении при 25оС равна 271,8 Cм.см2/моль [4]. Получают электролизом концентрированных растворов КСl, кипячением К2СО3 в известковом молоке. Применяют для получения различных солей калия, в производстве жидкого мыла, мерсеризованного хлопка. Его используют в лабораториях как химический реактив, а также для осушки газов и поглощения двуокиси углерода. Вызывает тяжелые ожоги кожи и слизистых оболочек.
-424,67 кДж/моль;-378,9 кДж/моль;78,9 Дж/моль.K [3].

Фторид калия KF. Бесцветные кубические кристаллы. Кристаллическая решетка NaCl. tпл=880°С, tкип=1502°С, плотность равна 2,481 г/см3 [2]. Диамагнитен. Растворяется в воде, фтороводородной кислоте. Мало растворим в спирте. Молярная электропроводность при бесконечном разведении при 25оС равна 128,9 Cм.см2/моль [4]. Получается взаимодействием калия и фтора или нейтрализацией гидроксида калия фтороводородной кислотой. Существует ряд кристаллогидратов КF.2О, КF.2О. Применяется в качестве флюса в металлургии.
-566,1 кДж/моль;-536,4 кДж/моль;66,5 Дж/моль.K [3].

Хлорид калия KCl. Бесцветные кубические кристаллы. Кристаллическая решетка NaCl. tпл=776°С, tкип=1407°С, плотность равна 1,984 г/см3 [2]. Растворяется в воде, мало растворим в спирте. В промышленности получают из природных минералов – сильвина, сильвинита и карналлита. Молярная электропроводность при бесконечном разведении при 25оС равна 149,85 Cм.см2/моль [4]. В лаборатории можно получить взаимодействием гидроксида калия с хлороводородной кислотой. Применяется для получения гидроксида калия, карбоната калия, сульфата калия, в качестве флюса в металлургии и как удобрение.
-436,56 кДж/моль;-408,6 кДж/моль;82,55 Дж/моль.K [3].

Бромид калия KBr. Прозрачные бесцветные кубические кристаллы. Кристаллическая решетка NaCl. tпл=735°С, tкип=1383°С, плотность равна 2,75 г/см3 [2]. Гигроскопичен, растворяется в воде, мало растворим в эфире. Молярная электропроводность при бесконечном разведении при 25оС равна 151,6 Cм.см2/моль [4]. Получают взаимодействием гидроксида калия с бромоводородной кислотой. Применяется для получения бромида серебра и других бромидов.
-393,5 кДж/моль;-380,1 кДж/моль;95,9 Дж/моль.K [3].

Иодид калия KI. Бесцветные (или желтые) кубические кристаллы, диамагнитны. Кристаллическая решетка NaCl. tпл=723°С, tкип=1330°С, плотность равна 3,13г/см3 [2]. Растворяется в воде и спирте, мало растворим в эфире. Известны полииодиды КI3, КI7, и КI9. Молярная электропроводность при бесконечном разведении при 25оС равна 150,3 Cм.см2/моль [4]. Можно получить взаимодействием гидроксида или карбоната калия с иодоводородной кислотой. Применяется в фармацевтической промышленности и как реагент в иодометрическом анализе.
-327,74 кДж/моль;-322,76 кДж/моль;106,06 Дж/моль.K [3].

Хлорат калия (бертолетова соль) KClO3. Твердое белое вещество, состоящее из бесцветных моноклинных кристаллов. tпл=368°С [1], плотность равна 2,32г/см3 [2]. При нагревании выше 400°С (или 200°С в присутствии катализатора) разлагается. Растворяется в воде и спирте. Обладает сильными окислительными свойствами. Молярная электропроводность при бесконечном разведении при 25оС равна 138,1 Cм.см2/моль [4]. Получают пропусканием хлора через нагретый раствор гидроксида калия или взаимодействием хлората кальция с хлоридом калия. Применяется в спичечном производстве, для изготовления взрывчатых веществ, в производстве анилиновых красителей.
-389,1 кДж/моль;-287,5 кДж/моль;142,97 Дж/моль.K [3].

Перхлорат калия KClO4. При 610оС плавится и разлагается. Очень мало растворим в воде. Молярная электропроводность при бесконечном разведении при 25оС равна 140,8 Cм.см2/моль [4]. Получают при нагревании хлората калия до 400оС.
-427,2 кДж/моль;-297,4 кДж/моль;151,04 Дж/моль.K [3].

Сульфид калия K2S. Аморфное желто-коричневое вещество. tпл=471°С [2], плотность равна 1,80г/см3 [2]. Известны кристаллогидраты К2S.2О, К2S.2О и К2S.12Н2О. Среди полисульфидов калия известны: К2S2, К2S3, К2S4, К2S5 . Получают взаимодействием калия с парами серы.
-387 кДж/моль;-373 кДж/моль;113 Дж/моль.K [3].

Сульфит калия K2SO3. Белые моноклинные кристаллы. Разлагается при нагревании, растворяется в воде и обладает восстановительными свойствами. Молярная электропроводность при бесконечном разведении при 25оС равна 291 Cм.см2/моль [4]. Можно получить взаимодействием карбоната калия с диоксидом серы.

Гидросульфит калия KHSO3. Бесцветные кристаллы. Растворяется в воде и спирте. При нагревании до 200°С превращается в пиросульфит калия К2S2O5. Молярная электропроводность при бесконечном разведении при 25оС равна 123,5 Cм.см2/моль [4]. Получают взаимодействием гидроксида калия с диоксидом серы. Применяется для получения сернистого газа и в качестве восстановителя.

Сульфат калия K2SO4. Ромбические или гексагональные кристаллы. tпл=1076°С [1], tкип>2000oC [1], плотность равна 2,66г/см3 [2]. С сульфатами трехвалентных металлов (алюминия, хрома, железа) образует квасцы КМе(SO4)2.12Н2О. Растворяется в воде, мало растворим в спирте. Молярная электропроводность при бесконечном разведении при 25оС равна 307 Cм.см2/моль [4]. В промышленности получают из минералов. Применяется в производстве стекла, для приготовления квасцов, фосфатов, карбонатов и как удобрение.
-1439,3 кДж/моль;-1321,3 кДж/моль;175,6 Дж/моль.K [3].

Гидросульфат калия KHSO4. Бесцветные ромбические или моноклинные кристаллы. tпл=210°С [1], плотность равна 2,24 г/см3 [2]. Растворяется в воде, мало растворим в спирте. При сильном нагревании превращается в пиросульфат калия К2S2O7, который при температуре 600°С разлагается на K2SO4 и SO3. Молярная электропроводность при бесконечном разведении при 25оС равна 125,5 Cм.см2/моль [4]. Получают обработкой сульфата, хлорида или нитрата калия серной кислотой. Применяется для растворения оксидов металлов, сульфаты которых легко растворимы в воде.

Нитрит калия KNO2. Желтоватые кристаллы. tпл=378°С [2], плотность равна 1,91 г/см3 [2]. Растворим в воде, мало растворим в спирте. Проявляет как восстановительные, так и окислительные свойства. Молярная электропроводность при бесконечном разведении при 25оС равна 145,5 Cм.см2/моль [4]. Можно получить взаимодействием хлорида калия с нитритом серебра, пропуская смесь оксидов азота через раствор гидроксида или карбоната калия, а также нагревая нитрат калия со свинцом.

Нитрат калия (селитра) KNO3. Бесцветные ромбические или тригональные кристаллы. tпл=334°С [1], плотность равна 2,11 г/см3 [2]. При температуре выше 400°С разлагается на нитрит калия и кислород. Не гигроскопичен, растворим в воде и мало растворим в спирте и эфире. При нагревании проявляет окислительные свойства. Молярная электропроводность при бесконечном разведении при 25оС равна 144,96 Cм.см2 /моль [4]. Получают взаимодействием азотной кислоты с оксидом, гидроксидом или карбонатом калия. Применяется как окислитель, для изготовления пороха и в пиротехнике.
-494,5 кДж/моль;-394,6 кДж/моль;132,9 Дж/моль.K [3].

Ортофосфат калия K3PO4. Бесцветные ромбические кристаллы, tпл=1340°С [1], плотность равна 2,56 г/см3 [2]. Растворяется в горячей воде, мало растворим в холодной воде и спирте. Существует кристаллогидрат K3PO4.2О. Молярная электропроводность при бесконечном разведении при 25оС равна 427,5 Cм.см2/моль [4]. Получают взаимодействием 1 моль ортофосфорной кислоты с 3 молями гидроксида калия.

Гидроортофосфат калия K2HPO4. Белый аморфный порошок, разлагается при нагревании. Растворяется в воде и спирте. Молярная электропроводность при бесконечном разведении при 25оС равна 261 Cм.см2/моль [4]. Получают взаимодействием 1 моль ортофосфорной кислоты с 2 моль гидроксида калия.

Дигидроортофосфат калия KH2PO4. Бесцветные тетраэдрические кристаллы, tпл=253°С, плотность равна 2,34 г/см3 [2]. Хорошо растворяется в воде и мало растворим в спирте. Молярная электропроводность при бесконечном разведении при 25оС равна 109,5 Cм.см2/моль [4]. Получают взаимодействием 1 моль ортофосфорной кислоты с 1 моль гидроксида калия.

Карбонат калия K2СO3. Бесцветные моноклинные кристаллы. tпл=891°С [2], плотность равна 2,43 г/см3 [2]. Хорошо растворим в воде и мало растворим в спирте. Раствор имеет щелочную реакцию. Молярная электропроводность при бесконечном разведении при 25оС равна 285,6 Cм.см2/моль [4]. Получают по методу Леблана, а также кальцинированием формиата калия. Применяется в производстве тугоплавкого стекла, жидкого мыла, для получения солей калия и в красильном деле.
-1150,18 кДж/моль;-1064,87 кДж/моль;155,52 Дж/моль.K [3].

Гидрокарбонат калия KHCO3. Бесцветные моноклинные кристаллы. Плотность равна 2,17 г/см3 [2]. Растворим в воде. При нагревании превращается в карбонат калия. Молярная электропроводность при бесконечном разведении при 25оС равна 118 Cм.см2/моль [4]. Получают насыщением раствора карбоната калия углекислым газом.

Цианид калия KCN. Расплывающиеся бесцветные кубические кристаллы, которые имеют плотность 1,52 г/см3 [2]. Плавятся при 634оС [2], растворяются в воде плохо и плохо растворяются в спирте. Водный раствор имеет щелочную реакцию вследствие гидролиза. Чрезвычайно ядовит. Молярная электропроводность при бесконечном разведении при 25оС равна 151,5 Cм.см2/моль [4]. Получают при взаимодействии газообразного циана (CN)2 с металлическим калием, а также нагреванием амида калия с углем. Водные растворы служат для получения некоторых простых и комплексных цианидов, которые широко используются в гальванотехнике и для экстракции некоторых элементов из минералов.
-113,4 кДж/моль;-101,9 кДж/моль;127,8 Дж/моль.K [3].

Тетрагидроортотеллурат калия K2H4TeO6. Белый, устойчив на воздухе. Умеренно растворяется в воде (гидролиз по аниону). Разлагается кислотами. В растворах щелочей не нейтрализуется. Проявляет окислительные свойства, но реагирует медленно.