 |
сделать стартовой |  |
в избранное |
 |
||||||||||
|
| №27ноябрь 2008Элемент |
| В огне горит, в воде не тонет |
| epps.ru / Архив номеров / №27 ноябрь 2008 / В огне горит, в воде не тонет |
| Калий — один из тех химических элементов, которыми человек и без «официального» открытия благополучно пользовался многие века. Значение науки мы не принижаем, просто так получилось, что задолго до того, как в лаборатории английского ученого появились «маленькие шарики…которые сгорали со взрывом», простой народ вовсю применял соединения калия в своих ненаучных целях, даже не задумываясь о том, что такое этот калий и с чем его едят. Слово калий пришло к нам из немецкого языка. Впервые было предложено в 1809 году и было образовано от арабского слова аль — кали, обозначающего золу растений. В некоторых европейских языках до сих пор употребляется более старое название — potassium, которое предложил первооткрыватель калия Дэвид Хэмфри. В чистом виде, калий — очень легкий и мягкий металл серебристо-белого цвета, легко режущийся обычным ножом. Калий относится к щелочным металлам и обладает такими качествами, присущими этой группе, как легкоплавкость и высокая химическая активность. Легок он на столько, что не тонет в воде. Плавится калий при температуре 63,51 °C и закипает при 761 °C. Калий хорошо горит в воздухе, образуя пламя характерного фиолетового цвета, а при контакте с Н2О воспламеняется со взрывом. Понятно, что при случайном возгорании калия, поливать его водой не стоит; тушат такое пламя содой или поваренной солью. Хранят и транспортируют калий в специальных контейнерах, заполненных инертным газом, минеральным маслом или керосином. Хоть калий, как элемент, известен нам всего двести лет, его соединение — карбонат калия, используется человечеством уже очень давно. Карбонат калия, или поташ, получали из растительной золы, растворяя ее водой, фильтруя и выпаривая. Лучшая зола для получения карбоната калия получается из водорослей или злаков, ее можно отличить по белому цвету, и она практически вся состоит из поташа. Используют поташ, в основном, для изготовления моющих средств. Уже 6?000 лет назад люди умели изготовлять мыло, добавляя в животный жир золу с высоким содержанием карбоната калия. Впрочем, своеобразное «мыло» можно сделать и из одной золы. Для этого ее достаточно залить кипятком и некоторое время настаивать при высокой температуре. Называлось это средство щелоком и в России использовалось крестьянами вплоть до середины ХIХ века. И даже после внедрения в быт привычного нам мыла, щелок еще применяли для стирки и выделывания кож. Другое широко известное соединение калия — калиевая соль синильной кислоты, хорошо знакомое общественности под названием цианистый калий. Это бесцветное кристаллическое вещество, с виду напоминающее безобидный сахарный песок, приобрело печальную известность, как одно из самых смертельных неорганических ядов. Цианистый калий блокирует способность клеток принимать кислород и вызывает, при попадании в организм, конвульсии, нарушение сердцебиения и помрачение сознания. Доза яда в 0,15 г и выше вызывает кому и смерть в течение нескольких секунд. Быстротечное действие цианистого калия делает его в двойне опасным, так как хоть для него и существуют антидоты, обычно на их применение уже не остается времени. Но даже при нейтрализации яда существует опасность потери памяти или развития болезни Паркинсона у пострадавшего. Правда, известны случаи, когда цианистый калий вообще не действовал на человека. Самый известный пример — убийство Григория Распутина. Согласно легенде, Распутин выпил несколько рюмок отравленного вина без вреда для здоровья, после чего разочарованным заговорщикам пришлось прибегнуть к огнестрельному оружию, для устранения старца. Впрочем, медицинских отчетов по этому прецеденту никто не составлял, и историю эту можно с большой долей вероятности отнести к области мифов. Точно известно лишь, что у человека существуют механизмы для нейтрализации малых доз цианистого калия, попадающих в организм во время питания. Многие слышали, что цианистый калий пахнет горьким миндалем, но это не совсем правда. Наоборот, горький миндаль содержит в себе цианистый калий, и если есть его необработанным, то эффект будет соответствующим. Но пережаренный и в малых дозах горький миндаль безопасен для здоровья так же, как и косточки многих других плодов, содержащие в себе небольшое количество яда. Существует и «мирное» применение цианистого калия, его используют в гальванотехнике и процессе добычи золота и серебра. Калий содержится во всей земной флоре, в основном в форме ионов. При недостатке калия растения хуже растут, становятся хрупкими, желтеют и буреют. От количества калия зависит возможность растения поглощать углекислый газ, из которого производится синтез молекул углеводов. Растение, недополучающее калий, будет не накапливать углеводы, а расходовать. Яблоко с дерева, растущего в саду, обрабатываемом калийными удобрениями, будет гораздо слаще и вкусней яблока того же сорта, но выросшего в «диких» условиях. Кроме того, калий помогает растительным клеткам удерживать влагу, что позволяет растениям лучше переносить засуху и морозные зимы. Стебли хлебных злаков, богатые калием, будут крепкими и не полягут до сбора урожая. Очевидно, что калийные удобрения просто необходимы в сельском хозяйстве. Как мы уже знаем, большое количество калия содержится в древесной золе в виде поташа, и простейшим видом удобрения почвы будет посыпание земли пеплом. Лучшей для сельского хозяйства традиционно считается зола подсолнечника. В древесной золе калия гораздо меньше, но если под рукой только поленья, то стоит остановиться на березовых дровах. Золу хвойных деревьев вообще лучше не использовать, окиси калия в ней микроскопическое количество, все остальное — бесполезный шлак. Так же в сельском хозяйстве используются минералы сильвинит и каинит, это природные соли калия, в которых кроме того содержатся кальций, магний и другие элементы. Если же надо получить более «ядреное» удобрение, сильвинит перерабатывают в хлористый калий, содержание окиси калия достигает в нем 60?%, в два раза больше, чем в золе подсолнечника. Правда, хлористый калий не всегда полезен, он ухудшает вкусовые качества фруктов и применим не для любого типа почвы. Хлор землей не поглощается, а смывается дождем и талыми водами в более нижние слои. Во многих регионах, в силу погодных условий и свойств почвы, хлор может накапливаться в верхних слоях, что не есть хорошо. В таких случаях используют более дорогой сульфат калия. Огромную роль для человечества сыграло соединение калия с азотом и кислородом — нитрат калия, или калиевая селитра. Кроме того, что такую селитру можно опять же использовать в качестве удобрения, нитрат калия обладает очень сильными окислительными свойствами и в соединении с горючими веществами становится весьма пожароопасен. Таким свойством обладают и другие селитры, например, аммиачная и бариевая, и эти нитраты использовались для изготовления взрывчатых веществ с давних времен (еще в китайском военном трактате, датируемом 1044 г, описывается способ изготовления взрывчатки на основе селитры). Но только с применением нитрата калия можно изготовить более-менее стабильный состав, который не будет взрываться в неподходящий момент и обеспечивать постепенное горение. Селитры и так достаточно редки, а калиевая селитра в природе не встречается вообще. Производство нитрата калия стало возможным только с развитием химии в средние века и привело к открытию черного пороха, кардинально изменившего облик цивилизации. Черный порох состоит на 75?% из калиевой селитры, 15?% угля и 10?% серы, причем при взрыве сгорает, в основном уголь, а вся масса селитры задействуется в качестве окислителя. В боеприпасах и огнестрельном оружии черный порох доминировал сотни лет, пока в конце XIX века не был заменен нитроцеллюлозными составами. В настоящее время применение черного пороха очень ограничено, чаще всего его применяют для изготовления различных петард и фейерверков. Пожалуй, главным потребителем калия, после снижения значимости черного пороха, стало и остается сельское хозяйство. Но и в современной промышленности калий нашел свое место. Металлический калий широко не используется, но из него получают пероксид. Пероксид, или перекись калия, обладает свойством, словно растение, поглощать углекислый газ и выделять кислород. Используют пероксид калия в замкнутых системах, где необходимо регулярное обновление воздуха, например, в противогазах и подводных лодках. Сплавы калия с натрием сохраняют жидкое состояние при комнатной температуре, а сплав калия с натрием и цезием имеет точку плавления — 78 °C. Такие сплавы используют для изготовления теплоносителей в атомных реакторах и применяют в качестве восстановителя при производстве титана. Соли калия используют в гальванотехнике, они хоть и дороже солей натрия, но гораздо лучше растворяются в воде, обеспечивая более интенсивную работу электролитов. Сергей Журавлев. |
|
| © 2006-2017. Все права защищены. «Единый промышленный портал Сибири» Цитирование приветствуется при условии указания ссылки на источник - www.epps.ru © Создание сайта - студия GolDesign.Ru |