पोटेशियम ऑक्साइड: सूत्र, अंतःक्रिया। पोटैशियम के लक्षण. पोटेशियम की संरचना. पोटेशियम यौगिक पोटेशियम पानी के साथ प्रतिक्रिया करता है

यौगिकों के तीन मुख्य वर्ग हैं। ये अम्ल, क्षार और ऑक्साइड हैं। अम्ल में एक हाइड्रोजन धनायन और एक अम्लीय आयन होता है। क्षार - एक धातु धनायन और एक हाइड्रॉक्सिल समूह से बना है। हम ऑक्साइड के बारे में बाद में अधिक विस्तार से बात करेंगे।

ऑक्साइड क्या है?

यह एक यौगिक है जिसमें दो अलग-अलग रासायनिक तत्व शामिल हैं, जिनमें से एक ऑक्सीजन है। दूसरा धातु या अधातु हो सकता है। ऑक्सीजन परमाणुओं की संख्या यौगिक में शामिल दूसरे रासायनिक तत्व की संयोजकता पर निर्भर करती है। इसलिए, उदाहरण के लिए, पोटेशियम की संयोजकता एक है, इसलिए पोटेशियम ऑक्साइड में एक ऑक्सीजन परमाणु और दो पोटेशियम परमाणु होंगे। कैल्शियम की संयोजकता दो है, इसलिए इसके ऑक्साइड में एक ऑक्सीजन परमाणु और एक कैल्शियम परमाणु होगा। फास्फोरस की संयोजकता पांच है, इसलिए इसके ऑक्साइड में दो फास्फोरस परमाणु और पांच ऑक्सीजन परमाणु होते हैं।

इस लेख में हम पोटेशियम ऑक्साइड के बारे में अधिक विस्तार से बात करेंगे। अर्थात् - इसके भौतिक और रासायनिक गुणों के बारे में, उद्योग के विभिन्न क्षेत्रों में इसके अनुप्रयोग के बारे में।

पोटेशियम ऑक्साइड: सूत्र

चूँकि इस धातु की संयोजकता एक है, और ऑक्सीजन की संयोजकता दो है, इस रासायनिक यौगिक में दो धातु परमाणु और एक ऑक्सीजन परमाणु होंगे। तो, पोटेशियम ऑक्साइड: सूत्र - K 2 O।

भौतिक गुण

प्रश्न में ऑक्साइड का रंग हल्का पीला है। कभी-कभी यह रंगहीन हो सकता है। कमरे के तापमान पर इसमें एकत्रीकरण की एक ठोस अवस्था होती है।

इस पदार्थ का गलनांक 740 डिग्री सेल्सियस होता है।

घनत्व 2.32 ग्राम/सेमी 3 है।

इस ऑक्साइड के थर्मल अपघटन से उसी धातु के पेरोक्साइड और शुद्ध पोटेशियम का उत्पादन होता है।

कार्बनिक विलायकों में घुलनशील.

यह पानी में घुलता नहीं है बल्कि उसके साथ प्रतिक्रिया करता है।

यह अत्यधिक हीड्रोस्कोपिक है.

K 2 O के रासायनिक गुण

इस पदार्थ में सभी मूल ऑक्साइडों के विशिष्ट रासायनिक गुण होते हैं। आइए विभिन्न पदार्थों के साथ इस ऑक्साइड की रासायनिक प्रतिक्रियाओं पर क्रम से विचार करें।

पानी के साथ प्रतिक्रिया

सबसे पहले, यह पानी के साथ प्रतिक्रिया करके इस धातु का हाइड्रॉक्साइड बनाने में सक्षम है।

ऐसी प्रतिक्रिया का समीकरण इस प्रकार है:

• के 2 ओ + एच 2 ओ = 2 कोन

प्रत्येक पदार्थ के दाढ़ द्रव्यमान को जानने के बाद, समीकरण से निम्नलिखित निष्कर्ष निकाला जा सकता है: 94 ग्राम ऑक्साइड और 18 ग्राम पानी से 112 ग्राम पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड प्राप्त किया जा सकता है।

अन्य ऑक्साइड के साथ

इसके अलावा, प्रश्न में ऑक्साइड कार्बन डाइऑक्साइड (कार्बन डाइऑक्साइड) के साथ प्रतिक्रिया करने में सक्षम है। इस मामले में, एक नमक बनता है - पोटेशियम कार्बोनेट।

पोटेशियम ऑक्साइड और कार्बन ऑक्साइड के लिए प्रतिक्रिया समीकरण इस प्रकार लिखा जा सकता है:

• के 2 ओ + सीओ 2 = के 2 सीओ 3

तो, हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि 94 ग्राम ऑक्साइड और 44 ग्राम कार्बन डाइऑक्साइड से 138 ग्राम पोटेशियम कार्बोनेट प्राप्त होता है।

इसके अलावा, विचाराधीन ऑक्साइड सल्फर ऑक्साइड के साथ प्रतिक्रिया कर सकता है। इस मामले में, एक और नमक बनता है - पोटेशियम सल्फेट।

सल्फर ऑक्साइड के साथ पोटेशियम ऑक्साइड की परस्पर क्रिया को निम्नलिखित समीकरण द्वारा व्यक्त किया जा सकता है:

• के 2 ओ + एसओ 3 = के 2 एसओ 4

इससे पता चलता है कि 94 ग्राम ऑक्साइड और 80 ग्राम सल्फर ऑक्साइड लेने से आप 174 ग्राम पोटेशियम सल्फेट प्राप्त कर सकते हैं।

इसी तरह, K 2 O अन्य ऑक्साइड के साथ प्रतिक्रिया कर सकता है।

एक अन्य प्रकार की अंतःक्रिया अम्लीय नहीं, बल्कि उभयधर्मी ऑक्साइड के साथ प्रतिक्रिया है। इस मामले में, यह एक एसिड नहीं है जो बनता है, बल्कि एक नमक है। ऐसी रासायनिक प्रक्रिया का एक उदाहरण जिंक ऑक्साइड के साथ विचाराधीन ऑक्साइड की परस्पर क्रिया है।

इस प्रतिक्रिया को निम्नलिखित समीकरण द्वारा व्यक्त किया जा सकता है:

• K 2 O + ZnO = K 2 ZnO 2

इससे पता चलता है कि जब संबंधित ऑक्साइड जिंक ऑक्साइड के साथ परस्पर क्रिया करता है, तो पोटेशियम जिंकेट नामक नमक बनता है। यदि आप सभी पदार्थों का दाढ़ द्रव्यमान जानते हैं, तो आप गणना कर सकते हैं कि 94 ग्राम K 2 O और 81 ग्राम जिंक ऑक्साइड से आप 175 ग्राम पोटेशियम जिंकेट प्राप्त कर सकते हैं।

K2O नाइट्रिक ऑक्साइड के साथ परस्पर क्रिया करने में भी सक्षम है। इस मामले में, दो लवणों का मिश्रण बनता है: पोटेशियम नाइट्रेट और नाइट्राइट। इस प्रतिक्रिया का समीकरण इस प्रकार है:

• K 2 O + 2NO 2 = KNO 3 + KNO 2

यदि आप पदार्थों के दाढ़ द्रव्यमान को जानते हैं, तो हम कह सकते हैं कि 94 ग्राम ऑक्साइड और 92 ग्राम नाइट्रोजन ऑक्साइड से, आप 101 ग्राम नाइट्रेट और 85 ग्राम नाइट्राइट प्राप्त कर सकते हैं।

अम्लों के साथ अंतःक्रिया

सबसे आम मामला पोटेशियम ऑक्साइड + सल्फ्यूरिक एसिड = पोटेशियम सल्फेट + पानी है। प्रतिक्रिया समीकरण इस प्रकार दिखता है:

• के 2 ओ + एच 2 एसओ 4 = के 2 एसओ 4 + एच 2 ओ

समीकरण से हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि 174 ग्राम पोटेशियम सल्फेट और 18 ग्राम पानी प्राप्त करने के लिए, 94 ग्राम ऑक्साइड और 98 ग्राम सल्फ्यूरिक एसिड लेना आवश्यक है।

इसी तरह, प्रश्न में ऑक्साइड और नाइट्रिक एसिड के बीच एक रासायनिक संपर्क होता है। इससे पोटैशियम नाइट्रेट और पानी बनता है। इस प्रतिक्रिया का समीकरण इस प्रकार लिखा जा सकता है:

• 2K 2 O + 4HNO 3 = 4KNO 3 + 2H 2 O

इस प्रकार, 188 ग्राम ऑक्साइड और 252 ग्राम नाइट्रिक एसिड से 404 ग्राम पोटेशियम नाइट्रेट और 36 ग्राम पानी प्राप्त किया जा सकता है।

उसी सिद्धांत से, प्रश्न में ऑक्साइड अन्य एसिड के साथ प्रतिक्रिया कर सकता है। इस प्रक्रिया के दौरान अन्य लवण और पानी बनेंगे। इसलिए, उदाहरण के लिए, जब यह ऑक्साइड फॉस्फोरिक एसिड के साथ प्रतिक्रिया करता है, तो फॉस्फेट और पानी प्राप्त होता है, क्लोराइड एसिड के साथ - क्लोराइड और पानी, और इसी तरह।

के 2 ओ और हैलोजन

विचाराधीन रासायनिक यौगिक इस समूह के पदार्थों के साथ प्रतिक्रिया करने में सक्षम है। हैलोजन सरल यौगिक होते हैं जिनमें एक ही रासायनिक तत्व के कई परमाणु होते हैं। ये हैं, उदाहरण के लिए, क्लोरीन, ब्रोमीन, आयोडीन और कुछ अन्य।

तो, क्लोरीन और पोटेशियम ऑक्साइड: समीकरण:

• के 2 ओ + सीआई 2 = केएसआई + केएसआईओ

इस अंतःक्रिया के परिणामस्वरूप, दो लवण बनते हैं: पोटेशियम क्लोराइड और पोटेशियम हाइपोक्लोराइट। 94 ग्राम ऑक्साइड और 70 ग्राम क्लोरीन से 74 ग्राम पोटेशियम क्लोराइड और 90 ग्राम पोटेशियम हाइपोक्लोराइट प्राप्त होता है।

अमोनिया के साथ परस्पर क्रिया

K 2 O इस पदार्थ के साथ प्रतिक्रिया करने में सक्षम है। इस रासायनिक संपर्क के परिणामस्वरूप, पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड और एमाइड बनते हैं। इस प्रतिक्रिया का समीकरण इस प्रकार है:

• के 2 ओ + एनएच 3 = केओएच + केएनएच 2

सभी पदार्थों के दाढ़ द्रव्यमान को जानकर, आप अभिकारकों और प्रतिक्रिया उत्पादों के अनुपात की गणना कर सकते हैं। 94 ग्राम ऑक्साइड और 17 ग्राम अमोनिया से, आप 56 ग्राम पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड और 55 ग्राम पोटेशियम एमाइड प्राप्त कर सकते हैं।

कार्बनिक पदार्थों के साथ परस्पर क्रिया

कार्बनिक रसायनों में, पोटेशियम ऑक्साइड ईथर और अल्कोहल के साथ प्रतिक्रिया करता है। हालाँकि, ये प्रतिक्रियाएँ धीमी होती हैं और इसके लिए विशेष परिस्थितियों की आवश्यकता होती है।

K2O प्राप्त करना

यह रसायन कई प्रकार से प्राप्त किया जा सकता है। यहां सबसे आम हैं:

1. पोटैशियम नाइट्रेट तथा पोटैशियम धातु से। इन दोनों अभिकारकों को गर्म किया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप K2O और नाइट्रोजन का निर्माण होता है। प्रतिक्रिया समीकरण इस प्रकार है: 2KNO 3 + 10K = N 2 + 6K 2 O.
2. दूसरी विधि दो चरणों में होती है। सबसे पहले, पोटेशियम और ऑक्सीजन के बीच एक प्रतिक्रिया होती है, जिसके परिणामस्वरूप पोटेशियम पेरोक्साइड बनता है। प्रतिक्रिया समीकरण इस तरह दिखता है: 2K + O 2 = K 2 O 2. इसके बाद, पेरोक्साइड को पोटेशियम से समृद्ध किया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप पोटेशियम ऑक्साइड बनता है। प्रतिक्रिया समीकरण इस प्रकार लिखा जा सकता है: K 2 O 2 + 2K = 2K 2 O.

उद्योग में K2O का उपयोग

प्रश्न में सबसे अधिक उपयोग किया जाने वाला पदार्थ कृषि उद्योग में है। यह ऑक्साइड खनिज उर्वरकों के घटकों में से एक है। पोटेशियम पौधों के लिए बहुत महत्वपूर्ण है, क्योंकि यह विभिन्न रोगों के प्रति उनकी प्रतिरोधक क्षमता को बढ़ाता है। विचाराधीन पदार्थ का उपयोग निर्माण में भी किया जाता है, क्योंकि यह कुछ प्रकार के सीमेंट में मौजूद हो सकता है। इसके अलावा, इसका उपयोग रासायनिक उद्योग में अन्य पोटेशियम यौगिकों का उत्पादन करने के लिए किया जाता है।

पोटेशियम आवर्त सारणी का उन्नीसवां तत्व है और क्षार धातुओं से संबंधित है। यह एक साधारण पदार्थ है, जो सामान्य परिस्थितियों में एकत्रीकरण की ठोस अवस्था में होता है। पोटैशियम 761°C के तापमान पर उबलता है। तत्व का गलनांक 63°C है। पोटेशियम में धात्विक चमक के साथ चांदी जैसा सफेद रंग होता है।

पोटैशियम के रासायनिक गुण

पोटेशियम अत्यधिक रासायनिक रूप से सक्रिय है, इसलिए इसे खुली हवा में संग्रहीत नहीं किया जा सकता है: क्षार धातु तुरंत आसपास के पदार्थों के साथ प्रतिक्रिया करती है। यह रासायनिक तत्व आवर्त सारणी के समूह I और आवर्त IV से संबंधित है। पोटैशियम में धातुओं के सभी गुण मौजूद होते हैं।

यह सरल पदार्थों के साथ परस्पर क्रिया करता है, जिसमें हैलोजन (ब्रोमीन, क्लोरीन, फ्लोरीन, आयोडीन) और फास्फोरस, नाइट्रोजन और ऑक्सीजन शामिल हैं। ऑक्सीजन के साथ पोटैशियम की अन्योन्यक्रिया को ऑक्सीकरण कहा जाता है। इस रासायनिक प्रतिक्रिया के दौरान, ऑक्सीजन और पोटेशियम का उपभोग 4:1 मोलर अनुपात में किया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप दो भागों पोटेशियम ऑक्साइड का निर्माण होता है। इस अंतःक्रिया को प्रतिक्रिया समीकरण द्वारा व्यक्त किया जा सकता है:

4K + O₂ = 2K₂O

जब पोटेशियम जलता है, तो एक चमकदार बैंगनी लौ देखी जाती है।

इस अंतःक्रिया को पोटैशियम के निर्धारण के लिए गुणात्मक प्रतिक्रिया माना जाता है। हैलोजन के साथ पोटेशियम की प्रतिक्रियाओं को रासायनिक तत्वों के नाम के अनुसार नामित किया गया है: फ्लोरिनेशन, आयोडिनेशन, ब्रोमिनेशन, क्लोरीनीकरण। ऐसी अंतःक्रियाएँ अतिरिक्त प्रतिक्रियाएँ हैं। एक उदाहरण पोटेशियम और क्लोरीन के बीच प्रतिक्रिया है, जिसके परिणामस्वरूप पोटेशियम क्लोराइड बनता है। ऐसी अंतःक्रिया करने के लिए, दो मोल पोटैशियम और एक मोल लें। परिणामस्वरूप, पोटेशियम के दो मोल बनते हैं:

2К + СІ₂ = 2КІ

खुली हवा में जलाने पर, पोटेशियम और नाइट्रोजन की खपत 6:1 के दाढ़ अनुपात में होती है। इस अंतःक्रिया के परिणामस्वरूप, पोटेशियम नाइट्राइड दो भागों की मात्रा में बनता है:

6K + N₂ = 2K₃N

यौगिक हरे-काले क्रिस्टल के रूप में दिखाई देता है। पोटैशियम फॉस्फोरस के साथ इसी सिद्धांत के अनुसार प्रतिक्रिया करता है। यदि आप 3 मोल पोटैशियम और 1 मोल फॉस्फोरस लेते हैं, तो आपको 1 मोल फॉस्फाइड मिलता है:

3К + Р = К₃Р

पोटैशियम हाइड्रोजन के साथ क्रिया करके हाइड्राइड बनाता है:

2K + N₂ = 2KN

सभी अतिरिक्त अभिक्रियाएँ उच्च तापमान पर होती हैं

जटिल पदार्थों के साथ पोटेशियम की परस्पर क्रिया

जिन जटिल पदार्थों के साथ पोटेशियम प्रतिक्रिया करता है उनमें पानी, लवण, एसिड और ऑक्साइड शामिल हैं। चूँकि पोटेशियम एक प्रतिक्रियाशील धातु है, यह हाइड्रोजन परमाणुओं को उनके यौगिकों से विस्थापित कर देता है। इसका एक उदाहरण पोटेशियम और हाइड्रोक्लोरिक एसिड के बीच होने वाली प्रतिक्रिया है। इसे पूरा करने के लिए 2 मोल पोटैशियम और एसिड लिया जाता है। प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप, 2 मोल पोटेशियम क्लोराइड और 1 मोल हाइड्रोजन बनता है:

2K + 2НІ = 2КІ + Н₂

पानी के साथ पोटेशियम की परस्पर क्रिया की प्रक्रिया पर अधिक विस्तार से विचार करना उचित है। पोटेशियम पानी के साथ तीव्र प्रतिक्रिया करता है। यह पानी की सतह के साथ चलता है, जारी हाइड्रोजन द्वारा धकेल दिया जाता है:

2K + 2H₂O = 2KOH + H₂

प्रतिक्रिया के दौरान, प्रति इकाई समय में बहुत अधिक गर्मी निकलती है, जिससे पोटेशियम का प्रज्वलन होता है और हाइड्रोजन निकलता है। यह एक बहुत ही दिलचस्प प्रक्रिया है: पानी के संपर्क में आने पर, पोटेशियम तुरंत प्रज्वलित हो जाता है, एक बैंगनी लौ चटकती है और तेजी से पानी की सतह के साथ चलती है। प्रतिक्रिया के अंत में, जलते हुए पोटेशियम और प्रतिक्रिया उत्पादों की बूंदों के छींटे के साथ एक फ्लैश होता है।

पानी के साथ पोटेशियम की प्रतिक्रिया का मुख्य अंतिम उत्पाद पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड (क्षार) है। पानी के साथ पोटेशियम की प्रतिक्रिया के लिए समीकरण:

4K + 2H₂O + O₂ = 4KOH

ध्यान! इस अनुभव को स्वयं दोहराने का प्रयास न करें!

यदि प्रयोग गलत तरीके से किया गया तो आप क्षार से जल सकते हैं। प्रतिक्रिया के लिए, आमतौर पर पानी के साथ एक क्रिस्टलाइज़र का उपयोग किया जाता है, जिसमें पोटेशियम का एक टुकड़ा रखा जाता है। जैसे ही हाइड्रोजन जलना बंद हो जाता है, बहुत से लोग क्रिस्टलाइज़र को देखना चाहते हैं। इस समय, पानी के साथ पोटेशियम की प्रतिक्रिया का अंतिम चरण होता है, जिसके परिणामस्वरूप एक कमजोर विस्फोट होता है और परिणामस्वरूप गर्म क्षार का छिड़काव होता है। इसलिए, सुरक्षा कारणों से, प्रतिक्रिया पूरी तरह से पूरा होने तक प्रयोगशाला बेंच से एक निश्चित दूरी बनाए रखना उचित है। आपको सबसे शानदार प्रयोग मिलेंगे जो आप घर पर अपने बच्चों के साथ कर सकते हैं।

पोटेशियम की संरचना

पोटेशियम परमाणु में एक नाभिक होता है जिसमें प्रोटॉन और न्यूट्रॉन होते हैं, और इलेक्ट्रॉन इसके चारों ओर घूमते हैं। नाभिक के अंदर इलेक्ट्रॉनों की संख्या हमेशा प्रोटॉन की संख्या के बराबर होती है। जब एक इलेक्ट्रॉन को परमाणु से हटा दिया जाता है या जोड़ दिया जाता है, तो यह तटस्थ होना बंद कर देता है और आयन बन जाता है। आयनों को धनायन और ऋणायन में विभाजित किया गया है। धनायनों पर धनात्मक आवेश होता है, ऋणायनों पर ऋणात्मक आवेश होता है। जब एक परमाणु में एक इलेक्ट्रॉन जोड़ा जाता है, तो यह एक आयन बन जाता है; यदि इलेक्ट्रॉनों में से एक अपनी कक्षा छोड़ देता है, तो तटस्थ परमाणु एक धनायन में बदल जाता है।

आवर्त सारणी में पोटेशियम की क्रम संख्या 19 है। इसका मतलब है कि रासायनिक तत्व के नाभिक में 19 प्रोटॉन भी हैं। निष्कर्ष: नाभिक के चारों ओर 19 इलेक्ट्रॉन हैं। संरचना में प्रोटॉन की संख्या निम्नानुसार निर्धारित की जाती है: परमाणु द्रव्यमान से रासायनिक तत्व की क्रम संख्या घटाएं। निष्कर्ष: पोटेशियम नाभिक में 20 प्रोटॉन होते हैं। पोटेशियम IV अवधि से संबंधित है, इसमें 4 "कक्षाएँ" हैं जिनमें इलेक्ट्रॉन समान रूप से वितरित होते हैं और निरंतर गति में होते हैं। पहले "कक्षा" में 2 इलेक्ट्रॉन होते हैं, दूसरे में - 8; तीसरी और आखिरी, चौथी "कक्षा" में, 1 इलेक्ट्रॉन घूमता है। यह पोटेशियम की रासायनिक गतिविधि के उच्च स्तर की व्याख्या करता है: इसकी अंतिम "कक्षा" पूरी तरह से भरी नहीं है, इसलिए तत्व अन्य परमाणुओं के साथ संयोजन करता है। परिणामस्वरूप, दोनों तत्वों की अंतिम कक्षाओं में इलेक्ट्रॉन आम हो जाएंगे।

यह लेख भौतिकी और रसायन विज्ञान के दृष्टिकोण से पोटेशियम का वर्णन करेगा। इनमें से पहला विज्ञान पदार्थों के यांत्रिक और बाह्य गुणों का अध्ययन करता है। और दूसरा उनका आपस में संपर्क- यही रसायन शास्त्र है। पोटैशियम आवर्त सारणी में उन्नीसवाँ तत्व है। यह लेख पोटेशियम के इलेक्ट्रॉनिक सूत्र, अन्य पदार्थों के साथ इसके व्यवहार आदि पर विचार करेगा। यह सबसे सक्रिय धातुओं में से एक है। वह विज्ञान जो इसका और अन्य तत्वों का अध्ययन करता है वह रसायन विज्ञान है। ग्रेड 8 में उनके गुणों का अध्ययन शामिल है। अतः यह लेख स्कूली बच्चों के लिए उपयोगी होगा। तो, चलिए शुरू करते हैं।

भौतिकी की दृष्टि से पोटैशियम के लक्षण

यह एक साधारण पदार्थ है, जो सामान्य परिस्थितियों में एकत्रीकरण की ठोस अवस्था में होता है। गलनांक तिरसठ डिग्री सेल्सियस है। यह धातु तब उबलती है जब तापमान सात सौ इकसठ डिग्री सेल्सियस तक पहुँच जाता है। विचाराधीन पदार्थ का रंग चांदी-सफ़ेद है। धात्विक चमक है.

पोटेशियम का घनत्व एक ग्राम प्रति घन सेंटीमीटर का छियासी सौवां हिस्सा है। यह बहुत हल्की धातु है. पोटेशियम का सूत्र बहुत सरल है - यह अणु नहीं बनाता है। इस पदार्थ में ऐसे परमाणु होते हैं जो एक दूसरे के करीब स्थित होते हैं और उनमें एक क्रिस्टल जाली होती है। पोटैशियम का परमाणु द्रव्यमान उनतीस ग्राम प्रति मोल है। इसकी कठोरता बहुत कम है - इसे पनीर की तरह चाकू से आसानी से काटा जा सकता है।

पोटेशियम और रसायन विज्ञान

आइए इस तथ्य से शुरू करें कि पोटेशियम एक रासायनिक तत्व है जिसमें बहुत अधिक रासायनिक गतिविधि होती है। आप इसे खुली हवा में भी नहीं रख सकते, क्योंकि यह तुरंत अपने आस-पास के पदार्थों के साथ प्रतिक्रिया करना शुरू कर देता है। पोटेशियम एक रासायनिक तत्व है जो आवर्त सारणी के पहले समूह और चौथे आवर्त से संबंधित है। इसमें वे सभी गुण मौजूद हैं जो धातुओं के होते हैं।

सरल पदार्थों के साथ अंतःक्रिया

इनमें शामिल हैं: ऑक्सीजन, नाइट्रोजन, सल्फर, फॉस्फोरस, हैलोजन (आयोडीन, फ्लोरीन, क्लोरीन, ब्रोमीन)। आइए क्रम से उनमें से प्रत्येक के साथ पोटेशियम की परस्पर क्रिया पर विचार करें। ऑक्सीजन के साथ अन्योन्यक्रिया को ऑक्सीकरण कहा जाता है। इस रासायनिक प्रतिक्रिया के दौरान, पोटेशियम और ऑक्सीजन का उपभोग चार भागों के एक दाढ़ अनुपात में किया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप दो भागों की मात्रा में धातु के ऑक्साइड का निर्माण होता है। इस अंतःक्रिया को निम्नलिखित प्रतिक्रिया समीकरण का उपयोग करके व्यक्त किया जा सकता है: 4K + O2 = 2K2O. जब पोटैशियम जलता है, तो आप देख सकते हैं

इसलिए, यह प्रतिक्रिया पोटेशियम के निर्धारण के लिए गुणात्मक मानी जाती है। हैलोजन के साथ प्रतिक्रियाओं को इन रासायनिक तत्वों के नाम के अनुसार नामित किया गया है: आयोडीनीकरण, फ्लोरिनेशन, क्लोरीनीकरण, ब्रोमिनेशन। इन अंतःक्रियाओं को योगात्मक प्रतिक्रियाएँ कहा जा सकता है, क्योंकि दो अलग-अलग पदार्थों के परमाणु मिलकर एक हो जाते हैं। ऐसी प्रक्रिया का एक उदाहरण पोटेशियम और क्लोरीन के बीच प्रतिक्रिया है, जिसके परिणामस्वरूप संबंधित धातु का क्लोराइड बनता है। इस अंतःक्रिया को करने के लिए, इनमें से दो घटकों को लेना आवश्यक है - पहले के दो मोल और दूसरे के एक मोल। परिणाम स्वरूप दो मोल पोटैशियम यौगिक प्राप्त होता है। यह प्रतिक्रिया निम्नलिखित समीकरण द्वारा व्यक्त की जाती है: 2К + СІ2 = 2КІ। खुली हवा में जलाने पर पोटेशियम नाइट्रोजन के साथ यौगिक बना सकता है। इस प्रतिक्रिया के दौरान, प्रश्न में धातु और नाइट्रोजन का उपभोग छह भागों से एक के दाढ़ अनुपात में किया जाता है; इस बातचीत के परिणामस्वरूप, पोटेशियम नाइट्राइड दो भागों की मात्रा में बनता है। इसे निम्नलिखित समीकरण के रूप में दिखाया जा सकता है: 6K + N2 = 2K3N. यह यौगिक हरे-काले क्रिस्टल के रूप में दिखाई देता है। प्रश्न में धातु उसी सिद्धांत के अनुसार फॉस्फोरस के साथ प्रतिक्रिया करती है। यदि हम तीन मोल पोटैशियम और एक मोल फॉस्फोरस लेते हैं, तो हमें एक मोल फॉस्फाइड मिलता है। इस रासायनिक अंतःक्रिया को निम्नलिखित प्रतिक्रिया समीकरण के रूप में लिखा जा सकता है: 3K + P = K3P. इसके अलावा, पोटेशियम हाइड्रोजन के साथ प्रतिक्रिया करके हाइड्राइड बना सकता है। उदाहरण के तौर पर निम्नलिखित समीकरण दिया जा सकता है: 2K + H2 = 2KN. सभी अतिरिक्त अभिक्रियाएँ केवल उच्च तापमान की उपस्थिति में होती हैं।

जटिल पदार्थों के साथ अंतःक्रिया

रासायनिक दृष्टिकोण से पोटेशियम की विशेषताओं में इस विषय पर विचार शामिल है। पोटेशियम जिन प्रकार के यौगिकों के साथ प्रतिक्रिया कर सकता है उनमें पानी, एसिड, लवण और ऑक्साइड शामिल हैं। प्रश्न में धातु उन सभी के साथ अलग-अलग प्रतिक्रिया करती है।

पोटेशियम और पानी

यह रासायनिक तत्व इसके साथ तीव्र प्रतिक्रिया करता है। इससे हाइड्रॉक्साइड के साथ-साथ हाइड्रोजन भी उत्पन्न होता है। यदि हम दो मोल पोटैशियम और पानी लेते हैं, तो हमें समान मात्रा और एक मोल हाइड्रोजन मिलता है। इस रासायनिक अंतःक्रिया को निम्नलिखित समीकरण का उपयोग करके व्यक्त किया जा सकता है: 2K + 2H2O = 2KOH = H2।

अम्ल के साथ अभिक्रिया

चूँकि पोटेशियम एक सक्रिय धातु है, यह आसानी से हाइड्रोजन परमाणुओं को उनके यौगिकों से विस्थापित कर देता है। एक उदाहरण एक प्रतिक्रिया होगी जो प्रश्न में पदार्थ और हाइड्रोक्लोरिक एसिड के बीच होती है। इसे पूरा करने के लिए आपको दो मोल पोटैशियम, साथ ही उतनी ही मात्रा में एसिड लेना होगा। परिणामस्वरूप, दो मोल और हाइड्रोजन बनते हैं - एक मोल। इस प्रक्रिया को निम्नलिखित समीकरण द्वारा लिखा जा सकता है: 2K + 2НІ = 2КІ + Н2।

पोटेशियम और ऑक्साइड

प्रश्न में धातु केवल महत्वपूर्ण हीटिंग पर अकार्बनिक पदार्थों के इस समूह के साथ प्रतिक्रिया करती है। यदि ऑक्साइड का हिस्सा धातु परमाणु उस परमाणु से अधिक निष्क्रिय है जिसके बारे में हम इस लेख में बात कर रहे हैं, तो अनिवार्य रूप से एक विनिमय प्रतिक्रिया होती है। उदाहरण के लिए, यदि आप दो मोल पोटैशियम और एक मोल क्यूप्रम ऑक्साइड लेते हैं, तो उनकी परस्पर क्रिया के परिणामस्वरूप आप प्रश्नाधीन रासायनिक तत्व के ऑक्साइड का एक मोल और शुद्ध क्यूप्रम प्राप्त कर सकते हैं। इसे निम्नलिखित समीकरण के रूप में दिखाया जा सकता है: 2K + CuO = K2O + Cu. यहीं पर पोटेशियम के शक्तिशाली कम करने वाले गुण काम आते हैं।

आधारों के साथ अंतःक्रिया

पोटेशियम धातु हाइड्रॉक्साइड के साथ प्रतिक्रिया करने में सक्षम है जो विद्युत रासायनिक गतिविधि श्रृंखला में इसके दाईं ओर हैं। इस मामले में, इसके पुनर्स्थापनात्मक गुण भी प्रकट होते हैं। उदाहरण के लिए, यदि हम दो मोल पोटैशियम और एक मोल बेरियम हाइड्रॉक्साइड लेते हैं, तो प्रतिस्थापन प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप हमें दो मोल की मात्रा में पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड और शुद्ध बेरियम (एक मोल) जैसे पदार्थ प्राप्त होंगे - यह अवक्षेपित होगा . प्रस्तुत रासायनिक अंतःक्रिया को निम्नलिखित समीकरण के रूप में दर्शाया जा सकता है: 2K + Ba(OH)2 = 2KOH + Ba.

लवणों के साथ अभिक्रिया

इस मामले में, पोटेशियम अभी भी एक मजबूत कम करने वाले एजेंट के रूप में अपने गुणों को प्रदर्शित करता है। रासायनिक रूप से अधिक निष्क्रिय तत्वों के परमाणुओं को प्रतिस्थापित करने से शुद्ध धातु प्राप्त करना संभव हो जाता है। उदाहरण के लिए, यदि आप दो मोल की मात्रा में तीन मोल पोटैशियम मिलाते हैं, तो इस प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप हमें तीन मोल पोटैशियम क्लोराइड और दो मोल एल्युमीनियम प्राप्त होता है। इस प्रक्रिया को समीकरण का उपयोग करके निम्नानुसार व्यक्त किया जा सकता है: 3К + 2АІСІ3 = 3КІ2 + 2АІ।

वसा के साथ प्रतिक्रिया

यदि आप इस समूह के किसी भी कार्बनिक पदार्थ में पोटेशियम मिलाते हैं, तो यह हाइड्रोजन परमाणुओं में से एक को भी विस्थापित कर देगा। उदाहरण के लिए, जब स्टीयरिन को संबंधित धातु के साथ मिलाया जाता है, तो पोटेशियम स्टीयरेट और हाइड्रोजन बनते हैं। परिणामी पदार्थ का उपयोग तरल साबुन बनाने के लिए किया जाता है। यहीं पर पोटेशियम का लक्षण वर्णन और अन्य पदार्थों के साथ इसकी अंतःक्रिया समाप्त होती है।

पोटेशियम और उसके यौगिकों का उपयोग

सभी धातुओं की तरह, इस लेख में चर्चा की गई धातु कई औद्योगिक प्रक्रियाओं के लिए आवश्यक है। पोटेशियम का मुख्य उपयोग रासायनिक उद्योग में होता है। इसकी उच्च रासायनिक गतिविधि, स्पष्ट क्षार धातु और कम करने वाले गुणों के कारण, इसका उपयोग कई इंटरैक्शन और विभिन्न पदार्थों के उत्पादन के लिए एक अभिकर्मक के रूप में किया जाता है। इसके अलावा, पोटेशियम युक्त मिश्र धातुओं का उपयोग परमाणु रिएक्टरों में शीतलक के रूप में किया जाता है। इस लेख में चर्चा की गई धातु का उपयोग इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में भी किया जाता है। उपरोक्त सभी के अलावा, यह पादप उर्वरकों के मुख्य घटकों में से एक है। इसके अलावा, इसके यौगिकों का उपयोग विभिन्न प्रकार के उद्योगों में किया जाता है। इस प्रकार, सोने के खनन में, पोटेशियम साइनाइड का उपयोग किया जाता है, जो अयस्कों से मूल्यवान धातुओं को अलग करने के लिए एक अभिकर्मक के रूप में कार्य करता है। प्रश्न में रासायनिक तत्व के फॉस्फेट का उपयोग ग्लास उत्पादन में किया जाता है और सभी प्रकार के सफाई उत्पादों और पाउडर के घटक होते हैं। माचिस में इस धातु का क्लोरेट होता है। पुराने कैमरों के लिए फिल्मों के निर्माण में, विचाराधीन तत्व के ब्रोमाइड का उपयोग किया गया था। जैसा कि आप पहले से ही जानते हैं, इसे उच्च तापमान पर पोटेशियम के ब्रोमिनेशन द्वारा प्राप्त किया जा सकता है। औषधि में इस रासायनिक तत्व के क्लोराइड का उपयोग किया जाता है। साबुन बनाने में - स्टीयरेट और अन्य वसा व्युत्पन्न।

प्रश्नगत धातु प्राप्त करना

आजकल प्रयोगशालाओं में पोटेशियम दो मुख्य तरीकों से निकाला जाता है। पहला है सोडियम की मदद से हाइड्रॉक्साइड से इसकी कमी, जो रासायनिक रूप से पोटेशियम से भी अधिक सक्रिय है। और दूसरा इसे क्लोराइड से प्राप्त करना, वह भी सोडियम की सहायता से। यदि आप एक मोल पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड में समान मात्रा में सोडियम मिलाते हैं, तो एक मोल सोडियम क्षार और शुद्ध पोटेशियम बनता है। इस प्रतिक्रिया का समीकरण इस प्रकार है: KOH + Na = NaOH + K. दूसरे प्रकार की प्रतिक्रिया को अंजाम देने के लिए, आपको संबंधित धातु के क्लोराइड और सोडियम को समान दाढ़ अनुपात में मिलाना होगा। इसके परिणामस्वरूप रसोई का नमक और पोटैशियम जैसे पदार्थ समान अनुपात में बनते हैं। इस रासायनिक अंतःक्रिया को निम्नलिखित प्रतिक्रिया समीकरण का उपयोग करके व्यक्त किया जा सकता है: KCI + Na = NaCl + K।

पोटेशियम की संरचना

इस रासायनिक तत्व के परमाणु में, अन्य सभी की तरह, एक नाभिक होता है जिसमें प्रोटॉन और न्यूट्रॉन होते हैं, साथ ही इलेक्ट्रॉन भी होते हैं जो इसके चारों ओर घूमते हैं। इलेक्ट्रॉनों की संख्या हमेशा नाभिक के अंदर मौजूद प्रोटॉन की संख्या के बराबर होती है। यदि किसी इलेक्ट्रॉन को अलग कर दिया जाए या किसी परमाणु से जोड़ दिया जाए, तो वह तटस्थ होना बंद कर देता है और आयन में बदल जाता है। वे दो प्रकार में आते हैं: धनायन और ऋणायन। पहले वाले पर धनात्मक आवेश होता है, जबकि बाद वाले पर ऋणात्मक आवेश होता है। यदि किसी परमाणु में एक इलेक्ट्रॉन जोड़ा जाता है, तो यह आयन में बदल जाता है, लेकिन यदि कोई इलेक्ट्रॉन अपनी कक्षा छोड़ देता है, तो तटस्थ परमाणु एक धनायन बन जाता है। चूँकि आवर्त सारणी के अनुसार पोटेशियम की क्रम संख्या उन्नीस है, इस रासायनिक तत्व के नाभिक में प्रोटॉन की संख्या समान है। इसलिए, हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि नाभिक के चारों ओर उन्नीस इलेक्ट्रॉन हैं। किसी परमाणु की संरचना में निहित प्रोटॉन की संख्या परमाणु द्रव्यमान से रासायनिक तत्व की परमाणु संख्या घटाकर निर्धारित की जा सकती है। तो हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि पोटेशियम नाभिक में बीस प्रोटॉन हैं। चूँकि इस लेख में मानी गई धातु चौथे आवर्त से संबंधित है, इसकी चार कक्षाएँ हैं जिनमें इलेक्ट्रॉन समान रूप से वितरित होते हैं, जो लगातार गति में रहते हैं। पोटेशियम का आरेख इस प्रकार है: पहली कक्षा में दो इलेक्ट्रॉन हैं, दूसरी में आठ हैं; जैसे तीसरी, आखिरी, चौथी कक्षा में केवल एक इलेक्ट्रॉन घूमता है। यह इस धातु की रासायनिक गतिविधि के उच्च स्तर की व्याख्या करता है - इसकी अंतिम कक्षा पूरी तरह से भरी नहीं है, इसलिए यह कुछ अन्य परमाणुओं के साथ संयोजन करती है, जिसके परिणामस्वरूप उनकी अंतिम कक्षाओं के इलेक्ट्रॉन आम हो जाएंगे।

यह तत्व प्रकृति में कहाँ पाया जा सकता है?

चूँकि इसमें अत्यधिक उच्च रासायनिक गतिविधि होती है, इसलिए यह अपने शुद्ध रूप में ग्रह पर कहीं भी नहीं पाया जाता है। इसे केवल विभिन्न यौगिकों में ही देखा जा सकता है। पृथ्वी की पपड़ी में पोटैशियम 2.4 प्रतिशत है। पोटेशियम युक्त सबसे आम खनिज सैल्विनाइट और कार्नेलाइट हैं। पहले में निम्नलिखित रासायनिक सूत्र है: NaCl.KCl. इसका रंग भिन्न-भिन्न होता है और इसमें विभिन्न रंगों के कई क्रिस्टल होते हैं। पोटेशियम क्लोराइड और सोडियम के अनुपात के साथ-साथ अशुद्धियों की उपस्थिति के आधार पर, इसमें लाल, नीला, गुलाबी और नारंगी घटक हो सकते हैं। दूसरा खनिज - कार्नेलाइट - पारदर्शी, मुलायम नीले, हल्के गुलाबी या हल्के पीले क्रिस्टल जैसा दिखता है। इसका रासायनिक सूत्र इस प्रकार दिखता है: KCl.MgCl2.6H2O. यह एक क्रिस्टलीय हाइड्रेट है.

शरीर में पोटेशियम की भूमिका, कमी और अधिकता के लक्षण

यह सोडियम के साथ मिलकर कोशिका के जल-नमक संतुलन को बनाए रखता है। यह झिल्लियों के बीच तंत्रिका आवेगों के संचरण में भी शामिल है। इसके अलावा, यह कोशिका और पूरे शरीर में एसिड-बेस संतुलन को नियंत्रित करता है। यह चयापचय प्रक्रियाओं में भाग लेता है, एडिमा की घटना का प्रतिकार करता है, और साइटोप्लाज्म का हिस्सा है - इसका लगभग पचास प्रतिशत - प्रश्न में धातु का नमक। शरीर में पर्याप्त पोटेशियम नहीं होने के मुख्य लक्षण हैं सूजन, जलोदर जैसी बीमारी का होना, चिड़चिड़ापन और तंत्रिका तंत्र के कामकाज में गड़बड़ी, धीमी प्रतिक्रिया और स्मृति हानि।

इसके अलावा, इस सूक्ष्म तत्व की अपर्याप्त मात्रा हृदय और मांसपेशी प्रणालियों पर नकारात्मक प्रभाव डालती है। बहुत लंबे समय तक पोटेशियम की कमी से दिल का दौरा या स्ट्रोक हो सकता है। लेकिन शरीर में पोटैशियम की अधिकता के कारण छोटी आंत का अल्सर विकसित हो सकता है। अपने आहार को संतुलित करने के लिए ताकि आपको पोटेशियम की सामान्य मात्रा मिल सके, आपको यह जानना होगा कि किन खाद्य पदार्थों में यह मौजूद है।

प्रश्न में सूक्ष्म पोषक तत्वों से भरपूर खाद्य पदार्थ

सबसे पहले, ये काजू, अखरोट, हेज़लनट्स, मूंगफली, बादाम जैसे मेवे हैं। साथ ही आलू में भी इसकी काफी मात्रा पाई जाती है। इसके अलावा, किशमिश, सूखे खुबानी और आलूबुखारा जैसे सूखे फलों में पोटेशियम पाया जाता है। पाइन नट्स भी इस तत्व से भरपूर होते हैं। इसकी उच्च सांद्रता फलियाँ: सेम, मटर, दाल में भी देखी जाती है। समुद्री केल भी इस रासायनिक तत्व से भरपूर है। अन्य उत्पाद जिनमें यह तत्व बड़ी मात्रा में होता है वे हैं ग्रीन टी और कोको। इसके अलावा, यह कई फलों, जैसे एवोकाडो, केला, आड़ू, संतरे, अंगूर और सेब में उच्च सांद्रता में पाया जाता है। कई अनाज इस सूक्ष्म तत्व से भरपूर होते हैं। यह मुख्य रूप से मोती जौ, साथ ही गेहूं और एक प्रकार का अनाज है। पार्सले और ब्रसेल्स स्प्राउट्स में भी काफी मात्रा में पोटैशियम होता है। इसके अलावा यह गाजर और खरबूजे में भी पाया जाता है। प्याज और लहसुन में काफी मात्रा में रासायनिक तत्व मौजूद होते हैं। चिकन अंडे, दूध और पनीर में भी पोटेशियम की मात्रा अधिक होती है। औसत व्यक्ति के लिए इस रासायनिक तत्व का दैनिक मान तीन से पांच ग्राम तक है।

निष्कर्ष

इस लेख को पढ़ने के बाद, हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि पोटेशियम एक अत्यंत महत्वपूर्ण रासायनिक तत्व है। रासायनिक उद्योग में कई यौगिकों के संश्लेषण के लिए यह आवश्यक है। इसके अलावा इसका उपयोग कई अन्य उद्योगों में भी किया जाता है। यह मानव शरीर के लिए भी बहुत महत्वपूर्ण है, इसलिए भोजन के साथ इसकी आपूर्ति नियमित रूप से और आवश्यक मात्रा में होनी चाहिए।