Кали

Кали, ₁₉K
	Лааны тосон (парафин) дотор хадгалсан кали. Том шүрийн хэмжээ 0.5 cm.
	Калигийн спектрийн шугам
Ерөнхий шинж чанарууд
Нэр, тэмдэг	кали, K
Гадаад байдал	мөнгөлөг саарал
Англи дуудлага	/p[invalid input: 'ɵ']ˈtæsiəm/ ; po-TAS-ee-əm
Кали-ийн үелэх систем дэх байрлал
	аргон ← кали → кальци
Цэнэгийн тоо (Z)	19
Атом масс (±) (Ar)	39.0983(1)
Элементийн ангилал	шүлтийн металл
Бүлэг, блок	бүлэг 1 (шүлтийн металл), s-блок
Үе	үе 4
Электрон бүтэц	[Ar] 4s1
давхарга бүрт	2, 8, 8, 1
Физик шинж чанарууд
Төлөв	хатуу
Хайлах температур	336.7 K (63.5 °C, 146.3 °F)
Буцлах температур	1032 K (759 °C, 1398 °F)
Нягт т.т.	0.862 г/см3
шингэн үед,х.т.	0.828 г/см3
Критик цэг	2223 K, 16 MPa
Хайлах энтальп	2.33 Ж/моль
Уурших энтальп	76.9 кЖ/моль
Хувийн дулаан шингээлт	29.6 Ж/(моль·K)
Атомын шинж чанар
Исэлдэлтийн зэрэг	+1, −1 (хүчтэй суурилаг исэл)
Цахилгаан сөрөг чанар	Полингийн шаталбар: 0.82
Ионжилтын энерги	1 дэх: 418.8 кЖ/моль ; 2 дахь: 3052 кЖ/моль ; 3 дахь: 4420 кЖ/моль ; (илүү үзэх)
Атомын радиус	эмпирик: 227 пм
Ковалент радиус	203±12 pm
Ван дер Ваальсийн радиус	275 pm
Бусад
Талст бүтэц	бие-төвтэй куб (бтк)
Дууны хурд нарийн савх	2000 m/s (at 20 °C)
Дулааны тэлэлт	83.3 µm/(m·K) ( 25 °C-д)
Дулаан дамжуулалт	102.5 W/(m·K)
Цахилгаан эсэргүүцэл	72 nΩ·m ( 20 °C-д)
Соронзон чанар	парасоронзон
Юнгийн модуль	3.53 GPa
Хөдөлгөх модуль	1.3 GPa
Эзлэхүүний модуль	3.1 GPa
Моосын хатуулаг	0.4
Бринеллийн хатуулаг	0.363 MPa
CAS дугаар	7440-09-7
Түүх
Нээсэн ба анх ялгасан	Гемфри Дэви (1807)
Хамгийн тогвортой изотопууд
	үзэх · хэлэлцэх · засах· эх сурвалж

Кали нь К химийн тэмдэг, 19 атомын дугаар бүхий химийн элемент.

Тархац

Кали нь идэвхтэй учир байгальд зөвхөн нэгдлийн байдлаар тохиолддог. Дэлхийн газрын царцдасын 2,6% ийг эзэлдэг. Калийг агуулсан гол эрдсүүд нь KNO₃ - шүү, KCl^*NaCl – сильвинит, KCl^*MgCl₂^*6H₂O – карналлит, KCl^*MgSO₄^*3H₂O – каинит, K₂O^*Al₂O₃^*6SiO₂ – калийн жонш зэрэг юм.

Оксид гарган авах арга

Электролизийн арга: Калийг агуулсан давсыг хайлуулж, хайлмалд нь электролиз явуулахад катод дээр уг Кали ангижирна.

  Катод дээр: K⁺ + 1^e- = K⁰

Ангижруулах арга: Калийн оксидийг хүчтэй ангижруулагчаар үйлчилдэг.

  (G<0 үед урвал явагдах боломжтой).

Кали нь гялалзсан өнгөтэй, зөөлөн, нягт багатай, цахилгаан сайн дамжуулдаг. Калийгийн цөмийн цэнэг нь атомын радиус өсөхөд нягт нь ихэсч, хайлах буцлах температур, цахилгаан дамжуулах чанар буурдаг. Кали нь дан галегонууд, хүчилтөрөгч, хүхэртэй тасалгааны температурт, азот, фосфор, нүүрстөрөгч, цахиур, устөрөгчтэй халаахад нэгдэнэ. Усан уусмалд калийн ионууд нь гидрат ион хэлбэртэй оршдог.

  K+ + nH2O = [K(H2O)n]+

Кали нь азотын хүчлээс бусад хүчлүүдийн усан уусмалаас, мөн уснаас устөрөгчийг түрдэг.

  2K + H2SO4 = K2SO4 + H2
  2K + 2HOH = 2KOH + H2

Чухал нэгдлүүд

1. Оксид нь усанд сайн уусдаг талст бодис. Усанд уусч шүлт үүсгэнэ.
K₂O + HOH = 2KOH

Калийг хүчилтөрөгчийн дотор шатаавал хэт оксид (K₂O₂) -ийг үүсгэдэг. Энэ нь маш хүчтэй исэлдүүлэгч, хүйтэн усанд уусгавал хүчтэй шүлт ба устөрөгчийн хэт оксидийг үүсгэнэ.

K₂O₂ + 2HOH = 2NaOH + H₂O₂
2. Гидроксид нь усанд сайн уусдаг, ус чийг татамхай шинжтэй, өндөр температурт хайлдаг талст бодис. Усанд уусах ба хайлах үедээ дараах байдлаар иончлогддог.
KOH = K⁺ + OH^-
3. Гидрид нь КН гэсэн томъёотой, зөвхөн чийгтэй нөхцөлд тогтвортой байдаг, өндөр температурт устөрөгч ба дан металл үүсгэн задардаг.
4. Галид. Дан металл галегонуудтай шууд нэгдэж үүсгэсэн нэгдлийг галид гэнэ. Галидууд нь өнгөгүй талст, усанд сайн уусна.
5. Сульфид нь ионт талст торийн бүтэцтэй, хатуу бодис юм. K₂S, KHS гэсэн хоёр янзын сульфид үүсгэх ба усанд сайн уусдаг. Гидролизд орно.
K₂S + H₂O = KHS + KOH
6. Карбид. Калийг халаахад нэгдэж карбид үүсгэх ба карбидууд нь ус болон сул хүчлээр үйлчлэхэд нүүрсустөрөгчдийг ялгаруулан гидроксид үүсгэдэг.
K₄C + 4H₂O = 4KOH + CH₄
7. Хүчилтөрөгчтэй хүчлийн давсууд нь усанд харилцан адилгүй уусдаг. Гэхдээ SO₄^2-, PO₄^3-, NO₃^-, NO₂^- гэсэн хүчлийн үлдэгдэлтэй үүсгэсэн давс нь сайн уусдаг.

Биологийн үүрэг

Үндсэн өгүүлэл: Кали биологид

Кали нь, хүний биеийн жингийн 0.2 хувийг эзэлдэг ба энэ үзүүлэлтээрээ найм эсвэл есөд (0.2%) ордог бөгөөд, насанд хүрсэн хүний 60 kg жин тутам 120 g кали агуулагдана.^[4] Хүний бие дахь кали, хүхэр, хлорын хэмжээ ойролцоогоор тэнцүү байдаг бол, кальций ба фосфорынх их байдаг.^[5]

Биохимийн үүрэг

Кали нь хэд хэдэн физиологийн процессуудад оролцдог:^[6]^[7]^[8]

resting cellular-membrane potential and the propagation of action potentials in neuronal, muscular, and cardiac tissue. Due to their electrostatic and chemical properties, K+
ions are larger than Na+
ions, and ion channels and pumps in cell membranes can distinguish between the two types of ions, actively pumping or passively allowing one of the two ions to pass, while blocking the other.^[9]
hormone secretion and action
vascular tone
systemic blood pressure control
gastrointestinal motility
acid–base homeostasis
glucose and insulin metabolism
mineralocorticoid action
renal concentrating ability
fluid and electrolyte balance

Хэрэглээ

Кали болон түүний нэгдлийг техникт өргөн хэрэглэдэг. Калийн натритай хайлшийг атомын эрчим хүчинд шингэн төлөвийн дулаан зөөгч болгодог. Кали нь хүний зүрхний хэвийн үйл ажиллагаанд тодорхой хэмжээний үүрэгтэй. Том хүнд хоногт 2 – 3 грамм кали шаардлагатай байдаг бөгөөд түүнийг амьтан ургамлын гаралтай хоол хүнсээр дамжуулан авдаг. Мөн кали нь ургамалд чухал хэрэгцээтэй элемент, маалинга, олс, тамхины ургамалд ихээр байдаг. Калийн хлорид, сульфат ба нитратуудыг бордоонд хэрэглэдэг. Идэмхий калийг шингэн саван үйлдвэрлэхэд ашиглаж байна.

Нэмэлт

Металлуудын химийн идэвх харилцан адилгүй байдаг.Металлын идэвхийн эгнээ

K Ca Na Mg Al Zn Fe Ni Sn Pb H2 Cu Hg Ag Pt Au Үүнээс үзэхэд кали нь хамгийн их идэвхитэй элемент болно.

Кали хэрэглэх нь ямар ач тустай вэ?

Кали нь олон үүрэгтэй бөгөөд гол үүрэг нь цусны даралт буурууладаг, цус харвалтаас сэргийлдэг гэж судлаачид үздэг. Гэхдээ хоногт 99мг-аар хэрэглэхийг зөвлөдөг. Калийг өндөр тунгаар хэрэглэхэд ходоод цочроодог тул жимс, ногооны шүүстэй хэрэглэх хэрэгтэй.

Кали дутагдахад:

Арьс хуурайшиж гүйлгэх, бие дагжрах, шөрмөс татах, зүрхний хэм алдагдах, хавагнах, нойргүйдэх, тос хуримтлагдах, цусны даралт ихсэх шинжүүд гарна. Хэрэв калийг тунu нь хэтрүүлэн хэрэглэвэл зүрхний хэм алдагдах, булчин сулрах, зүрхний гэмтлийн шинжүүд гарна. Мөн кали дутагдахад зүрх судас эрхтэн тогтолцооны өөрчлөлт илэрдэг.Бие махбодиос шингэн ялгаралтийг нэмэгдүүлдэг.

Калийгаар баялаг хүнсний бүтээгдэхүүнүүд
Хүнсний бүтээгдэхүүн	К-ийн хэмжээ /мг/	Илчлэг /ккал/
Чангаанз	1380	160
Гадил	400	96
Чанасан эрдэнэ шиш	510	140
Хивэг	530	320
Улаан буудайн хивэг	1160	200
Хатаасан жимсний холимог	880	230
Инжир	900	100
Холимог самар	600	600
Наранцэцгийн самар	650	500
Үзэм	1020	270
Шарсан төмс	530	170
Буурцгийн гурил	1650	450
Төмсний нухаш	1150	70
Тугалын мах	420	230
Амуу тариан гоймон	400	320

Эрдэс бодисын солилцооны хямрал:

Хүний биеийн хөгжил болон амьдралын үйл ажиллагаанд зайлшгүй хэрэгцээтэй бодист эрдэс орно. Тэдгээр нь эрхтэн эдийн бүтцийн чухал бүрдэл бодис болох бөгөөд зөвхөн биеийн шингэн гэхэд л олон тооны эрдэс бодис агуулдаг. Иймээс бие махбодид бусад бодисуудын нэгэн адил эрдэс бодисын солилцоо явагдаж эрхтэн эдийн бүтцийг нөхөн сэлбэж шинэчлэх зүй тогтолтой. Эрдэс бодис нь усын солилцооны хэвийн явц, хүчил шүлтийн тэнцвэрт байдлыг нөхцөлдүүлнэ. Тодорхой эрдэс агуулсан орчинд нэн чухал фермент болон дааврыэ үйлчилгээ явагдана. Мэдрэл, булчин болон бусад эрхтэн тогтолцооны үйл ажиллагааны идэвхитэй байдлыг хангах зэрэг олон талын үүргийг эрдсүүд гүйцэтгэнэ.

Калийн солилцооны хямрал

Эсийн шингэнд 150 мэкв/л кали агуулагдаж, анионы зохицуулах хувийг эзлэнэ. Харин цусны плазмд 3,5 – 4,9 мэкв/л кали агуулагдаж нийт калийн 2% нь эсийн гаднах шингэнд, үлдсэн 98% нь эсийн дотор байж, булчингийн тонус, мэдрэлийн сэрэх чанар сэрэл дамжих үйл явцыг нөхцөлдүүлэх чухал үүрэг гүйцэтгэнэ. Цусны плазмд калийн агууламж 3,5 мэкв/л – ээс багасаж, түүнийг дагалдан биед эмгэг үйл явц илрэхий калийн дутал буюу гипокалиеми гэнэ. Цусны плазм дахь калийн агууламж 5 мэкв/л – ээс нэмэгдсэн тохиолдолд калийн ихдэлт буюу гиперкалиеми гэж нэрлэдэг.

Цианид кали /KCN/

 Химийн нэршил: Цианид кали /KCN/
 Физик шинж чанар:
 Гадаад байдал: Буйлс маягийн үнэртэй, цагаан  үрэл эсвэл бүдэг хатуу талст
 Буцлах температур:1625 oC
 Хөлдөх температур/ хайлах температур: 634 oC
 Нягт (Sp. GR): 1.55
 Молекул жин: 65.1 
 Зөвшөөрөгдөх дээд хэмжээ: Ажлын 8 цагийн эсвэл долоо хоногийн дундаж  – C 5 мг/м3 (4.7 ppm) [10-мин] [Тайлбар: Циант устөрөгчөөс бусдад хамаарна]
 Амь нас, эрүүл мэндэд хор үзүүлэх тун: 25 мг/м3 (CN)
 Уурын даралт VP: 0 мм Hg (ойролцоогоор)
 Уусах чанар (25 oC) (Sol): 72%
 Шатдаггүй хатуу бодис, хүчилтэй хүрэлцсэнээр шатамхай циант устөрөгч ялгаруулдаг

Аюулгүй ажиллагааны зааварчилгаа

Хамт хадгалж болохгүй бодисууд ба урвалын идэвхи

Хүчтэй исэлдүүлэгчид (хүчлүүд, хүчлийн давсууд, хлоратууд болон нитратууд), Тайлбар: Агаараас чийгийг татаж сироп үүсгэдэг

Хувийн хамгаалалт ба урьдчилан сэргийлэх арга

Арьс: Арьсанд хүргэхээс зайлсхийх Нүд: Нүдэнд хүргэхээс сэргийлэх Арьс угаах: Бохирдсон үед Зайлуулах: Нойтон болон хордсон үед Өөрчил: Өдөр бүр Авах арга хэмжээ: Нүд угаах, түргэн усанд булхах

Анхны тусламж

Нүд: Цаг алдалгүй угаах Арьс: Савантай усаар түргэн угаах Амьсгалах: Амьсгалахад дэмжлэг үзүүлэх Балгах: Эмнэлгийн тусламж түргэн үзүүлэх

Амьсгалын замыг хамгаалах арга хэмжээ

NIOSH/OSHA 25 мг/м3: SA/SCBAF : SCBAF:PD,PP/SAF:PD,PP:

Хордлого

Хордох замууд

Амьсгалах, арьсаар хордох, залгих, арьс ба нүдэнд хүрэх

Хордлогын шинж тэмдэг

Нүд, арьс, амьсгалын системийн дээд хэсгийг цочрооно, хүчилтөрөгчийн дутагдал, бие сулрах, толгой өвдөх, самуурах, дотор муухайрах, бөөлжих, амьсгал хурдсах болон давчдах, бамбай булчирхайн болон цусны өөрчлөлтүүд зэрэг шинж тэмдэг илэрнэ.

Дүгнэлт

Кали дэс дугаар нь 19 харьцангуй атом масс нь 39 юм. Энэ элемент нь шүлтийн бүлгийн элемент бөгөөд металл болно. Идэвхийн эгнээнээс үзвэл хамгийн их идэвхитэй элемент болно. Калийн нь идэвхи сайтай элемент учир ямарваа нэгэн бодис, элемент зэрэг урвалуудтай амархан нэгдэж байгаль дээр нэгдэл хэлбэртэй байдаг. Кали нь хүний биед заавалчгүй байх ёстой хамгийн чухал элементүүдийн нэг юм. Кали нь хүнсний бүтээгдэхүүн болон ургамлын гаралтай хоол хүнсэнд маш ихээр агуулагдаж байдаг. Кали нь хүний биед дутагдвал арьс хуурайшиж гүйлгэх, бие дагжрах, шөрмөс татах, зүрхний хэм алдагдах, хавагнах, нойргүйдэх, тос хуримтлагдах, цусны даралт ихсэх шинжүүд гарна. Хэрэв калийг тун хэтрүүлэн хэрэглэвэл зүрхний хэм алдагдах, булчин сулрах, зүрхний гэмтлийн шинжүүд гардаг. Эцэст нь дүгнэж хэлэхэд кали бол хүний биед заавал байх ёстой үндсэн элементүүдийн нэг бөгөөд кали дутагдвал үхэлд хүрэх аюултай юм.

Эшлэл

↑ Standard Atomic Weights 2013. Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights
↑ Загвар:RubberBible92nd
↑ Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds, in Lide, D. R., ed. (2005). CRC Handbook of Chemistry and Physics (86th ed.). Boca Raton (FL): CRC Press. ISBN 0-8493-0486-5.
↑ Abdel-Wahab, M.; Youssef, S.; Aly, A.; el-Fiki, S.; et al. (1992). "A simple calibration of a whole-body counter for the measurement of total body potassium in humans". International Journal of Radiation Applications and Instrumentation. Part A. Applied Radiation and Isotopes. 43 (10): 1285–9. doi:10.1016/0883-2889(92)90208-V. PMID 1330980.
↑ Chang, Raymond (2007). Chemistry. McGraw-Hill Higher Education. p. 52. ISBN 978-0-07-110595-8.
↑ ID, Linus S, Wingo CS. Disorders of potassium metabolism. In: Freehally J, Johnson RJ, Floege J, eds. Comprehensive clinical nephrology. 5th ed.St. Louis: Saunders, 2014:118-118
↑ Malnic G, Giebisch G, Muto S, Wang W, Bailey MA, Satlin LM. Regulation of K+ excretion. In: Alpern RJ, Caplan MJ, Moe OW, eds. Seldin and Giebisch’s the kidney: physiology and pathophysiology. 5th ed. London: Academic Press, 2013:1659-1716
↑ Mount DB, Zandi-Nejad K. Disorders of potassium balance. In: Taal MW, Chertow GM, Marsden PA, Skorecki KL, Yu ASL, Brenner BM, eds. The kidney. 9th ed. Philadelphia: Elsevier, 2012:640-688
↑ Lockless, S. W.; Zhou, M.; MacKinnon, R. (2007). "Structural and thermodynamic properties of selective ion binding in a K+ channel". PLoS Biol. 5 (5): e121. doi:10.1371/journal.pbio.0050121. PMC 1858713. PMID 17472437.

[IUPAC-1] Standard Atomic Weights 2013. Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights

[2] Загвар:RubberBible92nd

[3] Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds, in Lide, D. R., ed. (2005). CRC Handbook of Chemistry and Physics (86th ed.). Boca Raton (FL): CRC Press. ISBN 0-8493-0486-5.

[4] Abdel-Wahab, M.; Youssef, S.; Aly, A.; el-Fiki, S.; et al. (1992). "A simple calibration of a whole-body counter for the measurement of total body potassium in humans". International Journal of Radiation Applications and Instrumentation. Part A. Applied Radiation and Isotopes. 43 (10): 1285–9. doi:10.1016/0883-2889(92)90208-V. PMID 1330980.

[5] Chang, Raymond (2007). Chemistry. McGraw-Hill Higher Education. p. 52. ISBN 978-0-07-110595-8.

[6] ID, Linus S, Wingo CS. Disorders of potassium metabolism. In: Freehally J, Johnson RJ, Floege J, eds. Comprehensive clinical nephrology. 5th ed.St. Louis: Saunders, 2014:118-118

[7] Malnic G, Giebisch G, Muto S, Wang W, Bailey MA, Satlin LM. Regulation of K+ excretion. In: Alpern RJ, Caplan MJ, Moe OW, eds. Seldin and Giebisch’s the kidney: physiology and pathophysiology. 5th ed. London: Academic Press, 2013:1659-1716

[8] Mount DB, Zandi-Nejad K. Disorders of potassium balance. In: Taal MW, Chertow GM, Marsden PA, Skorecki KL, Yu ASL, Brenner BM, eds. The kidney. 9th ed. Philadelphia: Elsevier, 2012:640-688

[9] Lockless, S. W.; Zhou, M.; MacKinnon, R. (2007). "Structural and thermodynamic properties of selective ion binding in a K+ channel". PLoS Biol. 5 (5): e121. doi:10.1371/journal.pbio.0050121. PMC 1858713. PMID 17472437.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]