И.М. Коренман - Аналитическая химия Калия (1108627), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Энергия у-квантов (максимальная) 1,46 — 1,55 Мэв [47, !52, 47), 723, 738, 951, 1249, 1348, !822, 2260). 6-Частицы характеризуются небольшой проникающей способностью. В воздухе б-частицы, излучаемые калием, могут проходить до десятков сантиметров, но твердое или жидкое вещество толщиною 5 мм способно поглощать их полностью. Напротив, у-лучи калия легко проникают даже через слои жидких и твердых веществ в несколько сантиметров. 4а Схема радиоактивного распада Кы представлена на рис. ! [104, !348, 1376, 2068, 2!75, 2256, 2447, 2669). Радиоактивность калия была обнаружена Томпсоном в 1905 г.
«271 Ц. Открытие радиоактивности калия иногда приписывают работам Кемпбелла и Вуда [9!8), которые в 1906— 1907 гг. изучали это явление. В течегггре ряда лет к радиоактивности калия относились скептически, полагая, что 14 слабая радиоактивность не может быть свойством саи/ мого калия и обусловлена примесью других радиоактивных элементов [1923, 2445). Предполагалгюь, что радиоактивность зависит от 'ик /55хаз (хь(азМ присутствия элемента 87 (франций), невесомая примесь которого изоморфно за— мешает калий [157). Отдезвгс лить калий от предполагаемых радиоактивных примесей не удалось [917, 1510, 1924].
Даже 18--22-кратнан Р,"4' перекрнсталлизация солей калия не приводила к измеРнс. 1. Схема радиоактивного распада нению их радиоактивности «1924). Радиоактивность К гз (Ке — захват ообпгаланиго 40 разных солей калия оказаэлектрона) лась пропорциональной содержанию в них калия [1!53, ! 427, ! 924], поэтому было признано, что радиоактивность — собственное свойство калия [1509, 1510]. Путем фракционирования была приготовлена проба калия, обогащенная его тяжелым изотопом, которая характеризовалась ббльшей радиоактивностью, чеъг обычный калий «1528, !529, !8921 Поэтому высказывалось предположение о радиоактивности изотопа Кги или о существовании естественного радиоактивного изотопа К4з. Только после открытия изотопа К4а в 1935 г.
было показано, что именно этот изотоп сообщает радиоактивность природным солям калия [2587). В России еще в 1909 г. изучалась радиоактивность калиевых минералов «76 — 78, 8Ц. Тогда же было установлено действие солей калия на фотопластинку, которое можно заметить только при экспозиции порядка 5 †-6 месяцев [918, 1482, 1868, 266Ц. Радиоактивность калия очень мала [77, 78, 117, 1868). Если радиоактивность калия принять за единицу, то радиоактивность торна равна 450, урана — 1900 «1185], радия — 3 !О'" [2079), На з Кг гг,з( другие работы, посвященные естественному радиоактивному изотопу калия, мы только сошлемся «117, 151, 655, 773, 787, !384, !483, !508, 1533, 1835, 2009, 2390, 2?06].
Данные об искусственных радиоактивных изотопах калия приведены в приложении (стр, !49). Калий образует большое число минералов «58а, 393, 529, 756, 1281, !353, 232Ц: сильвии, КС1; сильвинит, КС! + 54аС1; карналлит, КС! ° М9С!г 6НгО; хлорокальцит, КС! СаС!г, хлороманганокалит, 4КС1 МпС!г., риннеит, ЗКС1 . НаС! ГеС1г, дуглазит, 2КС1-ГеС!г 2НгО; эритросидерит, 2КС! ГеС!з НгО; селитра, КМОз, лечивит (арканит), .Кг804', тейлорит, (К, 54Н4) г804, 'глазерит, 2Кг504 54аг504; лангбейнит, Кг804 2Мп504, пикромерит (шеннт), Кг50, Мд804 6НгО; манганобеннит, Кг504 2Мп504; пальмиерит, (К,гхга)г804 РЬ504,- сингенит, Кг504 ° Са504 ° НгО; леонит, Кг804 ° Мд504 ° 4НгО; калинит (квасцы), КА1(804)г 12НгО; алунит, КгО ЗА150з 4804. 61-1гО; ярозит, КгО.
ЗГегОз. 450з 6НгО; метавольтин, 5КгО ЗГегОз. ° 12604 18НгО; каиннт, КС! ° Мд504 ° ЗНгО; краузит, Кг804 ° Гег(504)з 2Н,О; хлоротионит, КгБО,.СнС!г, полигалит, Кг804 М8504 2Са504.2Н,О; кругит, Кг504 МК504 4Са504 ° 2НгО; авогадрит, КВГ4, 'калиборит, КгО ° 4МдО ° !1ВгОз ° 1-1НгО; нефелин, 4(К, Ыа)гО ° 4А!гОз ° 98!Ох, 'ортоклаз (полевой шпаг), КгО ° А1гОз ° 68!Ог, калиофиллит, КгО ° А!гОг 2$!Ог; лейцит, КгО А!гОз ° 4510г, мусковит, (К, Н)гО ° А!гОз ° 25!Ог, биотит, К(Мд, Ге) з [А15!з01о)(ОН, Г) г, флогопит, КМдз[А!5!з01р](ОН, Г) г', лепидолит, К1лг[А151з04(ОН, Г) 4](ОН, Г) г; слюда, КНгА1з(8104) 3.
Калии как примесь содержится во многих минералах, В СССР особенно богатые месторождения калиевых минералов находятся в районе Соликамска «301, 422- — 424, 474, 559). Соли калия используются главным образом как удобрения «25, 44, 129, 145, 3!7, 434, 466, 557, 1281, 2483]; кроме того, они применяются в стекловарении, медицине, многис из пих используются в качестве химических реагентов.
Большое значение приобрели сплавы калия [8, 165). Калию посвящен ряд монографий «8, 129, 466, 571, 756, 1013, 128 Ц. !. АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА КАЛИЯ Для аналитической характеристики калия важно отметить следующие его особенности. Подавляющее большинство солей калия отличается очень хорошей растворимостью в воде. Даже наименее растворимые соли, в виде которых калий осаждают прн качественном н количественном определении, характери; зуются растворимостью порядка 1О х — 10-' моль/л, и только отдельные соли имеют несколько меньшую растворимость.
Многие соли калия в отличие от соответствуюгцих солей натрия и лития плохо растворимы в спиртах, ацетоне и некоторых других органических растворителях. Это обстоятельство используется для повышения чувствительности ряда реакций на калий и для его отделения от других элементов. Значительная часть методов определения калия основана на его предварительном выделении в виде соли, мало растворимой в воде или в смесях воды с органическим растворителем. Поэтому в аналитической химии калия очень видное место занимают гравиметрические методы или методы, основанные на предварительном осаждении калия. (Растворимость главнейших солей калия см. стр, 153 †1.) !!епостоянство состава малорастворнмых соединений калия создает дополнительные трудности при количественных определениях. Состав малорастворимых солей калия нередко зависит от условий осаждения. Неопределенность состава приводит к необходимости пользоваться эмпирическими факторами при вычислении результатов количественного определения калия.
Аналитические свойства ионов калия во многих отношениях близки к свойствам ионов аммония, рубидия, цезия и одновалентного таллия [256]. Вследствие ненадежности количественного отделения калия от натрия получили распространение косвенные методы определения калия (и натрия), не отличающиеся, однако, высокой точностью. Ион калия бесцветен, он не дает цветных реакций. Некоторые цветные реакции являются реакциями на анион его мало, растворимой соли. 10 В своих соединениях калий только одновалентен, ионы калия не вступают в окислительно-восстановительные реакции, Оксидиметрические методы количественного определения ос.
повалы на окислительно-восстановнтельной способности аннонов малорастворимых солей калия. Калий образует очень мало комплексных соединений; онк отличаются незначительной стабильностью (см. приложения, стр. !72) и поэтому не находят применения в аналитической химин этого элемента. В отличие от натрия и лития калий но образует комплексного соединения с этиленднамннтетрауксусной кислотой [367]. В последнее время для количественного определения калия значительную роль приобрели, физические методы, основанные на использовании естественной радиоактивности и способности окрашивать бесцветное пламя.
В литературе имеется очень много работ, касающихся аналитической химии калия. Здесь мы только сошлемся на обзорные статьи [158, 442, 727, 730, 900, 11!7, 1445, 1461, 1501, 1563, 1723, 1841, 1867, 2130, 2337, 2355, 2600, 2627, 2824, 2853]. В некоторых обзорах рассматрива-тся применение отдельных реагентов, например, нитрокобальтиата натрия [280, 2?25], натрийбортетрафеннла [544, 584, 694, 903, 1425, 1775, 1831, 2323, 2681, 2698], других органических реагентов [73!] или описываются методы определения калия в наиболее важных объектах— биологических материалах [143, 1864, 2142], удобрениях [1089], почвах [858]. Для ускорения вычислений при количественных определениях калия и уменьшения возможности арифметических ошибок' опубликованы специальные таблицы [84, 1142, 1360, 2439] н номограммы [6].
Н. ОБНАРУЖЕНИЕ ИОНОВ КАЛИЯ Для обнаружения ионов калия предложено очень большое число реагентов. Для удобства мы разделим применяемые реагенты на группы. Образование малорастворимых солей состава К!(04 (И вЂ” С1, Мп, !(е) Наибольшее значение из реакций этой группы имеет образование кристаллического осадка перхлората калия [13, 61, 297, 395, 545, 630, 730, 1000, 1548, 1632, 1849, 2757]. Соли аммония и других катионов (кроме рубидия и цезия) не мешают «61, 297, 1849].
Вследствие заметной растворимости осадка в воде реакция не отличается высокой чувствительностьк>, удаегся обнаруживать калий при разбавлснни 1: 1400 [2684]. Рекомендуется микрокристаллоскопическое обнару>кение калия в виде КС10, [26, 75, 250, 328, 954, 1311, 1407, 1463, 1670, 2666]; открываемый минимум 0,5 мкг К (1: 2000) [250] и даже 0,1 мкг К [580]. Небольшие количества перманганата, введеш>ь>е в раствор до осаждения, окрашивают кристаллы КС104 в розово-фиолетовый цвет [346].
Микрореакция образования кристаллического осадка пепманганата калия мало чувствительна (229]. Перренат калия К14е04 растворим в воде меньше, чем перхлорат калия (стр. 154), образование кристаллического осадка Кре04 позволяет обнаруживать соли калия. Образование малорастворимых галоидосодержащих комплексных солей При добавлении к раствору соли калия 1 — 2 >>Г раствооа Н(ВГ4] или Ха(ВГ4] образуется кристаллический осадок К(ВГ4] [2648], что позволяет обнаруживать 2 — 5 мг К в 5 мл раствооа [1912, 2684]. Чувствительность повышается при добавлении этанола.
Об осаждении К[ВГ4] в микрокристаллоскопин см. [566, 12 699, 1311, 2648]. Соли аммония, рубидия и цезия дают аналогичные реакции. Несколько ббльшее значение имеет реакция образования К>[8!Гз] [58, 1749, 1947, 2649]. Осадителем служит Нз(3!Гз] либо ее аммонийная или анилиновая соли [250, 1912]. Чувствительность невелика, удается обнаруживать около 5 мг К в 5 мл раствора (1912, 2684]; добавление этанола повышает чувствительность. Соли аммония не мешают (6Ц, соли бария, кальция, натрия дают осадки (56, 1273, 2649].
Эта реакция применяется для микрокристаллоскопического обнаружения калия [26, 56, 75, 250, 346, 580, 699, 724, 807, 1273, 1947, 2649] (10 мкг К в капле). Описан интересный способ обнаружения калия в частицах весом до !О->з г, находящихся в воздухе, по образованию К>(51Г4] [2516]. Другие малорастворимые калиевые соли комплексных фторсодержаших кислот, например Кз(Т!Гз] [61, 1342], Кз[ТЬГ4] «965], Кг(ХгГ,],(6Ц, К>(ТаГ>] [33], не нашли применения для реакций на калий. В качественном анализе часто пользуются образованием осадка хлороплатината калия Кз(Р1С!4] [58, 228, 518, 1412, 1849, 1928]. Осадителем служит 5--104(>-ный раствор Н>(Р!С14].
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
