Калий, как и другие щелочные металлы, проявляет типичные металлические свойства и очень химически активен, легко отдаёт электроны.
Является сильным восстановителем. Он настолько активно соединяется с кислородом, что образуется не оксид, а супероксид калия KO2 (или K2O4). При нагревании в атмосфере водорода образуется гидрид калия KH. Хорошо взаимодействует со всеми неметаллами, образуя галогениды, сульфиды, нитриды, фосфиды и т. д., а также со сложными веществами, такими как вода (реакция проходит со взрывом), различные оксиды и соли. В этом случае они восстанавливают другие металлы до свободного состояния.
Взаимодействие с неметаллами
Щелочные металлы легко реагируют с кислородом, но каждый металл проявляет свою индивидуальность:
оксид образует только литий:
4Li + O2 = 2Li2O,
натрий образует пероксид:
2Na + O2 = Na2O2,
калий, рубидий и цезий – надпероксид:
K + O2 = KO2.
С галогенами все щелочные металлы образуют галогениды:
2Na + Cl2 = 2NaCl.
Взаимодействие с водородом, серой, фосфором, углеродом, кремнием протекает при нагревании:
с водородом образуются гидриды:
2Na + H2 = 2NaH,
с серой – сульфиды:
2K + S = K2S,
с фосфором – фосфиды:
3K + P = K3P,
с кремнием – силициды:
4Cs + Si = Cs4Si,
с углеродом карбиды образуют литий и натрий:
2Li + 2C = Li2C2,
калий, рубидий и цезий карбиды не образуют, могут образовывать соединения включения с графитом.
С азотом легко реагирует только литий, реакция протекает при комнатной температуре с образованием нитрида лития:
6Li + N2 = 2Li3N.
Взаимодействие с водой
Все щелочные металлы реагируют с водой, литий реагирует спокойно, держась на поверхности воды, натрий часто воспламеняется, а калий, рубидий и цезий реагируют со взрывом:
2M + 2H2O = 2MOH + H2.
Взаимодействие с кислотами
Щелочные металлы реагировать с разбавленными кислотами с выделением водорода, однако реакция будет протекать неоднозначно, поскольку металл будет реагировать и с водой, а затем образующаяся щелочь будет нейтрализоваться кислотой.
При взаимодействии с кислотами-окислителями, например, азотной, образуется продукт восстановления кислоты, хотя протекание реакции также неоднозначно.
Взаимодействие щелочных металлов с кислотами практически всегда сопровождается взрывом, и такие реакции на практике не проводятся.
Взаимодействие с аммиаком
Щелочные металлы реагируют с аммиаком с образованием амида натрия:
2L i + 2NH3 = 2LiNH2 + H2.
Взаимодействие с органическими веществами
Щелочные металлы реагируют со спиртами и фенолами, которые проявляют в данном случае кислотные свойства:
2Na + 2C2H5OH = 2C2H5ONa + H2;
2K + 2C6H5OH = 2C6H5OK + H2;
также они могут вступать в реакции с галогеналканами, галогенпроизводными аренов и другими органическими веществами.
Восстановление металлов из оксидов и солей
Менее активные металлы могут быть получены восстановлением щелочными металлами:
3Na + AlCl3 = Al + 3NaCl.
HNO₃: Na₂CO₃, CuO, K₂SO₃,
2HNO₃+ Na₂CO₃ =2NaNO₃+ CO₂↑ +H₂O
2HNO₃+CuO=Cu(NO₃)₂+ H₂O
2HNO₃ +K₂SO₃= 2KNO₃+ SO₂↑ +H₂O
2.
Ag⁰ + HN⁺⁵O₃(конц.)=Ag⁺NO₃ + N⁺⁴O₂ + H₂O
Ag⁰ - e⁻ Ag⁺ 1 восстановитель, процесс окисления
N⁺⁵ + e⁻ N⁺⁴ 1 окислитель, процесс восстановления
Ag + 2HNO₃=AgNO₃ + NO₂ + H₂O
KN⁺⁵O₃⁻² = KN⁺³O₂ +O₂⁰
N⁺⁵+2e⁻ N⁺³ 2 окислитель, процесс восстановления
O⁻² -2e⁻ O⁰ 2 восстановитель, процесс окисления
2KNO₃ = 2KNO₂ +O₂
3.
Na₂CO₃ ⇒ CO₂⇒ CaCO₃ ⇒ Ca(HCO₃)₂
Na₂CO₃ = Na₂O + CO₂↑
CO₂ Ca(OH)₂= CaCO₃↓ + H₂O
CaCO₃ + CO₂ +H₂O=Ca(HCO₃)₂
CaCO₃ + CO₂ +H₂O=Ca²⁺ + 2HCO₃⁻
P ⇒ P₂O₅ ⇒ H₃PO₄⇒ Ca₃(PO₄)₂
4P + 5O₂ = 2P₂O₅
P₂O₅ + 3H₂O= 2H₃PO₄
3H⁺ + PO₄³⁻ + Ca(OH)₂ = Ca₃(PO₄)₂↓ + H₂O
2H₃PO₄ + 3Ca(HS)₂= Ca₃(PO₄)₂↓+ 6H₂S↑
6H⁺ + 2PO₄³⁻ + 3Ca²⁺ + 6HS⁻= Ca₃(PO₄)₂↓+ 6H₂S↑
2H₃PO₄ + 3CaCl₂ = Ca₃(PO₄)₂↓ + 6HCl
6H⁺ + 2PO₄³⁻ + 3Ca²⁺ + 6Cl⁻ = Ca₃(PO₄)₂↓ + 6H⁺ + 6Cl⁻
2PO₄³⁻ + 3Ca²⁺ = Ca₃(PO₄)₂↓ +