Литиевая лентаCAS #: 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 химическим символом K и номером CAS 7439-93-2, является высокореакционноспособным щелочным металлом, относящимся к группе 1 периодической таблицы. Этот мягкий, серебристо-белый элемент характеризуется низкой плотностью, высокой реакционной способностью с водой и воздухом, а также важной ролью в биологических и промышленных процессах. В то время как чистый калий редко используется в его элементарной форме из-за его нестабильности, он служит важным предшественником в производстве соединений калия и находит специализированное применение в металлургии, химическом синтезе и исследованиях.

Химические и физические свойства

Калий обладает отличительными свойствами, которые определяют его реакционную способность и полезность:

Физическое состояние: Мягкий, податливый металл при комнатной температуре, легко разрезаемый ножом, чтобы обнажить яркую серебристую поверхность, которая быстро тускнеет на воздухе.

Плотность: примерно 0,862 г/см³ при 20°C, что делает его менее плотным, чем вода (что заставляет его плавать во время реакций).

Точки плавления и кипения: плавится при 63,5°C и кипит при 759°C, с низкой теплотой плавления, что облегчает его использование в высокотемпературных процессах.

Реакционная способность: чрезвычайно реакционноспособна с водой, образуя гидроксид калия (KOH) и газообразный водород (H₂) в высокоэкзотермической реакции, которая может воспламенить высвобождающийся водород. Он также активно реагирует с кислородом, образуя оксид калия (K₂O) и перекись калия (K₂O₂), а также с галогенами с образованием галогенидов калия (например, KCl, KBr).

Электропроводность: Хороший проводник электричества и тепла, отражающий его металлическую связующую структуру.

Основные области применения

Металлический калий (CAS 7439-93-2) в основном используется в качестве прекурсора и в специализированных промышленных процессах, используя его сильные восстановительные свойства:

Производство соединений калия: служит сырьем для производства калийных солей, включая хлорид калия (KCl), гидроксид калия (KOH) и карбонат калия (K₂CO₃) — соединения, необходимые для удобрений, пищевой промышленности и химического синтеза.

Металлургия: действует как восстановитель при извлечении таких металлов, как титан, цирконий и гафний, из их оксидов, где его высокая реакционная способность вытесняет эти металлы из их соединений.

Химический синтез: Используется в органической химии для инициирования реакций, таких как связь Вюрца, где он способствует образованию углерод-углеродных связей. Он также служит осушителем для органических растворителей благодаря своей способности реагировать с микропримесями воды.

Теплоносители : В специализированных высокотемпературных системах калийные сплавы (например, с натрием) используются в качестве теплоносителей в ядерных реакторах и промышленных печах, используя их низкую температуру плавления и высокую теплопроводность.

Исследования и разработки: Используется в лабораторных условиях для изучения реакционной способности щелочных металлов, аккумуляторных технологий (например, калий-ионных аккумуляторов), а также в качестве калибровочного стандарта для аналитических приборов.

Преимущества и ограничения

Металлический калий обладает уникальными преимуществами, но требует бережного обращения из-за своей реакционной способности:

Сильный восстановитель: Его высокое положение в электрохимическом ряду делает его эффективным для восстановления оксидов металлов и инициирования химических реакций, которые более слабые восстановители не могут обеспечить.

Универсальность прекурсора: позволяет синтезировать широкий спектр соединений калия, которые жизненно важны в сельском хозяйстве, медицине и промышленности.

Ограничения: Чрезвычайная реакционная способность с водой и воздухом требует строгих протоколов хранения и обращения. Его нестабильность в условиях окружающей среды делает его непригодным для непосредственного использования в большинстве потребительских или коммерческих продуктов, ограничивая применение в контролируемых промышленных и лабораторных условиях.

Производство и контроль качества

Металлический калий получают путем электролиза, учитывая его высокую реакционную способность и сложность извлечения химическим восстановлением:

Электролиз расплавленного хлорида калия: Основной метод включает электролиз расплавленного KCl в ячейке с инертными электродами, где ионы калия (K⁺) восстанавливаются на катоде с образованием расплавленного металлического калия, в то время как ионы хлора (Cl⁻) окисляются до газообразного хлора (Cl₂) на аноде.

Очистка: Необработанный металлический калий очищается путем дистилляции при пониженном давлении для удаления примесей, таких как натрий и другие щелочные металлы.

Контроль качества включает элементный анализ с помощью атомно-абсорбционной спектроскопии (AAS) или масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (ICP-MS) для обеспечения уровня чистоты (обычно 99,5% или выше для промышленных сортов). Следовые примеси, такие как натрий, строго ограничены, чтобы предотвратить неблагоприятное воздействие на реакционную способность.

Безопасность и управляемость

Из-за своей чрезвычайной реакционной способности металлический калий требует строгих мер безопасности:

Хранение: Необходимо хранить под инертными жидкостями (например, минеральным маслом, керосином) или инертными газами (например, аргоном) для предотвращения контакта с воздухом и влагой. Контейнеры должны быть плотно закрыты и помечены как легковоспламеняющиеся и коррозионные.

Обращение: Используйте только в хорошо проветриваемом вытяжном шкафу с соответствующими средствами индивидуальной защиты (СИЗ), включая огнестойкие перчатки, лицевой щиток и огнеупорный лабораторный халат. Избегайте контакта с кожей, глазами и одеждой, так как даже небольшое количество может вызвать серьезные ожоги.

Опасность реакционной способности: Никогда не допускайте контакта калия с водой, кислотами или окислителями. Реакции с водой могут выделять достаточно тепла для воспламенения газообразного водорода, что приводит к взрывам. Имейте огнетушитель класса D (для металлических пожаров) и посыпьте поблизости песок, чтобы потушить любые пожары.

Утилизация: Утилизируйте отходы калия путем медленной реакции со спиртом (например, этанолом) в контролируемых условиях для его нейтрализации, в соответствии с местными нормами для опасных отходов. Никогда не выбрасывайте его в мусор или дренажные системы.

Обратитесь к паспорту безопасности продукта (SDS) для получения подробной информации о процедурах реагирования на чрезвычайные ситуации, включая оказание первой помощи при ожогах и вдыхаемом воздействии.

Упаковка и доступность

Калий металлический выпускается в формах, предназначенных для минимизации рисков реакционной способности:

Слитки или стружка: Упакованы в герметичные металлические банки или стеклянные ампулы под инертным маслом или газом, размером от 10 г для лабораторного использования до 1 кг для промышленного применения.

Сплавы: Калий-натриевые сплавы (например, NaK) доступны в специализированных контейнерах для применения в области теплопередачи, со строгим контролем состава и чистоты.

Доступность ограничена обученными специалистами и промышленными объектами с надлежащей инфраструктурой для хранения и обработки. Для исследовательских целей доступны марки высокой чистоты (99,9%) с дополнительной сертификацией по уровням следовых примесей.

Чтобы получить технические характеристики, рекомендации по технике безопасности или узнать о наличии, свяжитесь с нашей специализированной командой, которая обучена работе с химически активными щелочными металлами.

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.