Литиевый листCAS #: 7439-93-2

Синонимы

Н/Д

Молекулярный вес: 6.941

Внешний вид: серебристый

Белый Температура плавления: 180,54 °C

Температура кипения: 1342 °C

Плотность: 0,534 г/см3

Растворимость в H2O: Н/Д

Коэффициент Пуассона: н/д

Модуль Юнга: 4,9

GPa Твердость по Виккерсу: н/д

Прочность на разрыв: н/д

Теплопроводность: 0,848 Вт/см/К @ 298-C.2 K

Тепловое расширение: (25 °C) 46 мкм·м-1· К-1

Удельное электрическое сопротивление: 8,55 мкм-см @ 0 °C

Электроотрицательность: 1.0

Полингс Удельная теплоемкость: 0,85 кал/г/К @ 25 °C

Теплота плавления: 1,10 кал/г моль

Теплота испарения: 32,48 Ккал/г атома при 1342 °C

Введение продукта: Калий металлический (K, CAS #: 7439-93-2)

Металлический калий с элементарным символом K и номером CAS 7439-93-2 является высокореакционноспособным щелочным металлом, который формировал промышленный прогресс на протяжении более века. Этот мягкий, серебристо-белый элемент, входящий в группу 1 периодической таблицы, характеризуется его интенсивной химической активностью — характеристикой, которая, хотя и требует строгих мер безопасности, позволила добиться кардинальных успехов в металлургии, энергетике и химическом синтезе. Начиная с его раннего использования в производстве удобрений и заканчивая его ролью в аккумуляторах следующего поколения, универсальность и распространенность металла калия продолжают делать его стержнем современных технологий.

Историческая эволюция приложений

Промышленный путь металлического калия отражает более широкий технологический прогресс:

Происхождение 19-го века: Впервые выделенный Хамфри Дэви в 1807 году с помощью электролиза гидроксида расплавленного калия, ранние применения были сосредоточены на химическом синтезе, в частности, на производстве соединений калия для производства мыла и стекла.

Экспансия в середине 20-го века: Во время Второй мировой войны металлический калий стал критически важным для извлечения тугоплавких металлов (например, циркония), используемых в ядерных реакторах и аэрокосмических компонентах. Натрий-калийные сплавы (NaK) стали теплоносителями в системах наведения ракет, используя их широкий диапазон температур жидкости.

Диверсификация конца 20-го века: фармацевтическая промышленность использовала металлический калий для хирального синтеза, в то время как металлурги усовершенствовали его использование для производства титана высокой чистоты для реактивных двигателей.

Инновации 21-го века: Сегодня они занимают центральное место в исследованиях в области калий-ионных аккумуляторов и устойчивых химических процессов, знаменуя собой сдвиг в сторону применения «зеленых» технологий.

Производительность в экстремальных условиях

Металлический калий и его сплавы превосходны в условиях, где большинство материалов выходят из строя:

Устойчивость к высоким температурам: сплав NaK-78 остается стабильным при температуре 600°C в ядерных реакторах, при этом теплопроводность (25 Вт/м·К) превышает теплопроводность воды (0,6 Вт/м·К) при 100°C. Это делает его идеальным для охлаждения реакторов на быстрых нейтронах, где температура превышает точку кипения традиционных теплоносителей.

Криогенная совместимость: На полярных исследовательских станциях сплавы NaK функционируют как теплообменники при температуре -50°C, поддерживая текучесть там, где замерзают системы на водной основе. Их низкая вязкость при отрицательных температурах обеспечивает эффективный теплообмен на объектах Арктики и Антарктики.

Вакуумная среда: низкое давление паров металлического калия (1 Па при 200°C) делает его пригодным для космических применений, таких как системы терморегулирования на спутниках. Ранние космические аппараты НАСА использовали петли NaK для регулирования температуры приборов во время входа в атмосферу.

Синергетические инновации с другими материалами

Металлический калий улучшает характеристики различных систем материалов:

Композитные восстановители: Смешивание калия с кальцием создает гибридный восстановитель, который повышает эффективность извлечения титана на 30% по сравнению с чистым калием. Этот композит снижает температуру реакции на 50°C, снижая потребление энергии в металлургических процессах.

Каталитические носители: При осаждении на графен наночастицы калия действуют как промоторы в синтезе аммиака, увеличивая активность катализатора на 40% за счет усиленной адсорбции азота. Такое применение снижает энергоемкость производства удобрений.

Защитные покрытия: керамические покрытия с добавлением калия на стальных компонентах в химических реакторах устойчивы к коррозии под действием серной кислоты, продлевая срок службы оборудования от 2 до 5 лет в промышленных условиях.

Расширенные возможности определения характеристик и тестирования

Современные аналитические методы позволяют получить представление о поведении калия:

Электронная микроскопия in situ: наблюдения во время водных реакций показывают, что слой оксида калия (K₂O/K₂O₂/KO₂) растет со скоростью 0,1 мкм/с, при этом образование пузырьков водорода начинается в дефектах слоя — данные, критически важные для проектирования более безопасных систем хранения.

Исследования методом рентгеновской дифракции (XRD): Подтверждают, что калий сохраняет свою объемно-центрированную кубическую структуру (БКК) при давлении до 10 ГПа, с сокращением параметра решетки на 2% при 5 ГПа, что поддерживает его использование в металлургических процессах под высоким давлением.

Электрохимическая импедансная спектроскопия (EIS): при исследовании аккумуляторов EIS измеряет коэффициенты диффузии ионов калия (10⁻⁸ см²/с) в электролитах, что способствует разработке более быстро заряжающихся калий-металлических аккумуляторов.

Соответствие нормативным требованиям и глобальная гармонизация

Международные стандарты обеспечивают согласованную трансграничную обработку:

Регистрация REACH: Металлический калий зарегистрирован в соответствии с Регламентом ЕС (ЕС) 1907/2006, требующим от производителей предоставлять данные о безопасности для работников и потребителей.

IEC 61249-2-21: Определяет рекомендации по использованию щелочных металлов в электронных материалах, ограничивая примеси калия в полупроводниках до <1 ppb to prevent device degradation.

Глобальные транспортные протоколы: Класс 4.3 IMO IMDG Code 4.3 (вещества, которые при контакте с водой выделяют легковоспламеняющиеся газы) предписывает транспортировку металлического калия в одобренных ООН стальных бочках объемом 50 л с пространством для расширения 5 л, заполненных минеральным маслом и инертным газом.

Перспективы на будущее и новые тенденции

Передовые исследования подчеркивают растущую роль калия:

Твердотельные калиевые батареи: Исследователи из Стэнфордского университета продемонстрировали полностью твердотельные PMB с керамическими электролитами, исключающие легковоспламеняющиеся жидкости и достигающие 2000 циклов, планируя коммерциализацию к 2030 году.

Углеродно-нейтральное производство: Зеленый электролиз с использованием солнечных батарей для производства металлического калия снижает выбросы углерода на 90% по сравнению с методами, основанными на ископаемом топливе, при этом пилотные установки работают в Австралии.

Биомедицинское применение: Наночастицы калия металлического калия исследуются для адресной доставки лекарств, где их контролируемая реактивность может высвобождать полезную нагрузку в кислой опухолевой среде.

Упаковка и технические характеристики

Стандартные формы:

Слитки: чистота 99,5%, от 1 кг до 50 кг в бочках из маслонаполненной стали (в соответствии с UN 3264).

Порошок: чистота 99,9%, 100–5 кг в алюминиевых мешках с аргоном для каталитического применения.

Сплавы: NaK-50 и NaK-78 в емкостях из нержавеющей стали объемом 1L–20L с клапанами сброса давления.

Технические данные:

Температура плавления: 63,5°C; Температура кипения: 759°C.

Удельное электрическое сопротивление: 68 нОм·м при 20°C.

Растворимость: Бурно реагирует с водой; нерастворим в органических растворителях.

Для получения нестандартных марок, технической поддержки или отчетов об устойчивом развитии свяжитесь с нашей командой специалистов по щелочным металлам с многолетним опытом работы в аэрокосмической, энергетической и фармацевтической промышленности.

Информация по охране труда и технике безопасности

Сигнальное слово: Опасность

Паспорт опасности: H260-H314

Коды опасности: F,C

Меры предосторожности: P231+P232-P260-P303+P361+P353-P305+P351+P338-P501

Температура вспышки: Не применимо

Коды рисков: 14/15-34

Положения по технике безопасности: 8-43-45

Номер RTECS: OJ5540000

Транспортная информация: No ООН 1415 4.3/ГУ 1

WGK Германия: 2

Пиктограмма GHS: изображение, изображение

Химические идентификаторы

Линейная формула: Li

Pubchem CID: 3028194

Номер MDL: MFCD00134051

Номер ЕС: 231-102-5

Beilstein/Reaxys No.: Н/Д

УЛЫБАЕТСЯ: [Ли]

Идентификатор InchI: InChI=1S/Li

Клавиша inchI: WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N

Упаковка стандартной упаковки:

Типичная оптовая упаковка включает в себя паллетированный пластик 5 галлонов/25 кг. ведра, бочки с фиброй и сталью до 1 тонны супермешков в полных контейнерах (FCL) или грузовиках (T/L). Исследуемые и отобранные количества, а также гигроскопичные, окисляющие или другие чувствительные к воздуху материалы могут быть упакованы в условиях аргона или вакуума. Растворы упаковываются в полипропиленовые, пластиковые или стеклянные банки объемом до 735 галлонов для жидкости на поддонах.