TÍNH CHẤT HÓA HỌC, ĐIỀU CHẾ VÀ ỨNG DỤNG CỦA KALI (K)

1. Lịch sử về nguyên tố kali

 - Kali được phát hiện bởi Sir Humphry Davy năm 1807, ông tách nó ra từ bồ tạt ăn da (KOH). Kim loại kiềm này là kim loại đầu tiên được điều chế bằng điện phân.

2. Tính chất vật lí

 - Với khối lượng riêng nhỏ hơn của nước, kali là kim loại nhẹ thứ hai sau liti. Nó là một chất rắn rất mềm, dễ dàng cắt bằng dao và có màu trắng bạc khi bề mặt sạch. Nó bị ôxi hóa rất nhanh trong không khí và phải được bảo quản trong dầu mỏ hay dầu lửa.

 - Có khối lượng riêng là 0,863 g/cm³; có nhiệt độ nóng chảy là 63,51⁰C và sôi ở 760⁰C.

3. Tính chất hóa học

 - K có tính khử rất mạnh.

a. Tác dụng với phi kim

    Ví dụ: 4K + O₂ → 2K₂O

               2K + Cl₂ → 2KCl

 - Khi đốt trong không khí hay trong oxi, kali cháy tạo thành các oxit (oxit thường, peoxit và supeoxit) và cho ngọn lửa có màu tím hoa cà đặc trưng.

b. Tác dụng với axit

 - Kali dễ dàng khử ion H⁺ (hay H₃O⁺) trong dung dịch axit loãng (HCl, H₂SO₄ loãng...) thành hidro tự do.

 Ví dụ:  2K + 2HCl → 2KCl + H₂.

c. Tác dụng với nước

 -  K tác dụng mãnh liệt với nước và tự bùng cháy tạo thành dung dịch kiềm và giải phóng khí hidro.

                           2K + 2H₂O → 2KOH + H₂.

d. Tác dụng với hidro

    Kali tác dụng với hidro ở áp suất khá lớn và nhiệt độ khoảng 350 – 400^oC tạo thành kali hidrua.

                          2K (lỏng) + H₂ (khí) → 2KH (rắn) 

4. Trạng thái tự nhiên

 -  Dạng tự nhiên của K có 3 đồng vị: K³⁹ (93,3%), K⁴⁰ (0,01%) và K⁴¹ (6,7%).

 -  Nguyên tố này chiếm khoảng 2,4% trọng lượng lớp vỏ Trái Đất và là nguyên tố phổ biến thứ bảy trong lớp này. Vì tính không hòa tan của nó, rất khó thu được kali từ các khoáng chất của nó.

5. Điều chế

 -  Kali có thể cô lập bằng điện phân của hiđrôxít của nó trong một quy trình có một chút thay đổi kể từ thời của Davy.

                         K (-)                   KOH _n/c               A (+)

                  K⁺ + e → K                                    4OH^- - 4e → O₂ + 2H₂O

                 Phương trình điện phân:

                  4KOH _n/c→ 4K + O₂ + 2H₂O

6. Ứng dụng

-  Các loại phân hóa học chứa kali như clorua kali, sulfat kali, cacbonat kali v.v được tính hàm lượng quy đổi theo phần trăm K₂O. Các ứng dụng khác.

  + Nitrat kali được sử dụng trong thuốc súng.

  + Cacbonat kali được sử dụng trong sản xuất thủy tinh.

  + Thủy tinh được xử lý bằng kali lỏng là có độ bền cao hơn so với thủy tinh thường.

  + NaK là hợp kim của kali với natri được sử dụng như là chất truyền nhiệt trung gian.

  + Nguyên tố này là thành phần rất cần thiết cho sự phát triển của cây cối và được tìm thấy trong nhiều loại đất.

Trung tâm luyện thi, gia sư - dạy kèm tại nhà NTIC Đà Nẵng