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金属钾怎么得到的???

目录:行业动态发布时间:2022-08-31<

金属钾怎么得到的???

1799年意大利物理学家伏打发明了将化学能转化为电能的电池,使人类第一次获得了可供实用的持续电流。人们发现,电流往往能够不用火焰、毫无声息,而又极其精确的搞出一些十分惊人的化学变化。1800年英国的尼科尔逊和卡里斯尔采用伏打电池电解水获得成功,使人们认识到可以将电用于化学研究。许多科学家纷纷用电进行各种化学实验。

英国科学家戴维(Humnhy Davy,1778~1829)也开始进行电解实验。他用了250对金属板制成了当时最大的伏打电堆,以便产生强大的电流和极高的电压。他并选择了氢氧化钾作第一个研究对象。在那个时代,人们都认为氢氧化钠和氢氧化钾是不可再分解的物质,它们可以和各种各样的物质化合,但是要把它们分解成更简单的物质似乎是不可能的。但是拉瓦锡却拒绝把它们列入单质(当时称之为元素)名单中。受到拉瓦锡文章的启发,戴维就想用电解方法从氢氧化钾中分离出这个化学元素。

1807年,英国化学家戴维在电解水研究的基础上,设想用电解的方法从氢氧化钾、氢氧化钠中分离出钾和钠。开始时,戴维用氢氧化钾饱和溶液进行电解,但是并未得到任何新的物质,只在在电池两极分别得到的是氧和氢。证明水被电解了,而氢氧化钾却没有被分解,加大电流强度仍然没有其它收获。

在仔细分析原因后,他认为是水从中作祟。戴维决定改变这种做法,电解纯净的苛性钾,但是干燥的苛性钾并不导电。他又将苛性钾烧至熔化,接通电流后,熔融的苛住钾发生明显变化,阴极白金丝周围很快出现了燃烧得很旺的淡紫色火苗。但是这产生紫色火焰的未知物质因温度太高而无法收集。待他冷静思考后,电流已经把氢氧化钾中含有的未知物质分离出来了,那发出淡紫色火焰的就是它,但分解产物在高温下又立刻烧掉了。不过戴维距离终点还有一段路呢,虽然发现了新元素的踪迹,但是不把这种新元素保存下来,展示给别人看,是不会让人真正信服的。戴维重复了这样的实验好多次,每次都有淡紫色火焰诞生,但是由于温度过高,新物质一出现就燃烧了,所以始终无法收集到这种未知物质。

1807年10月6日,伦敦大雾。戴维拿出一块苛性钾放在空气中观察,一会儿它的表面吸附了一些水分。戴维想着,第一次失败是因为有水,第二次失败是因为要避免有水而采用熔融的氢氧化钾,但是这样的话温度就太高了。看来干的不行,湿的也不行,面前这个不干也不湿的氢氧化钾行不行呢?他们将表面湿润的苛性钾放在铂制的小盘上,并用导线将铂制小盘与电池的阴极相连;一条与电池的阳极相连的铂丝则插到苛性钾中,整个装置都暴露在空气中。通电以后,氢氧化钾开始熔化,表面就沸腾了。戴维发现在阴极附近有带金属光泽的酷似水银的颗粒生成。这些颗粒一经生成便上浮,一旦接触空气,就立即燃烧起来,产生淡紫色的火焰,甚至发生爆炸。颗粒燃烧后光泽消失,成了白色粉末。戴维将电解池中的电流倒转了过来,仍然在阴极上发现银白色的颗粒,也能燃烧和爆炸。

后来戴维在密闭的坩埚中电解潮湿的苛性钾,终于得到了这种银白色的金属。戴维将这种金属的颗粒投入水中,看到它在水面上急速转动,发出嘶嘶的声音,并燃烧发出紫色的火焰。这些奇异的现象使戴维断定这是一种新发现的元素,它比水轻,并能使水分解而释放出氢气,紫色火焰就是在燃烧。由于这种金属是从钾草碱(potash)中制得的,所以将戴维定名为Potassium(中译名为钾)。德国物理化学家吉尔伯特(Gelbert)把这种新的化学元素命名为Kalium,从Kali(阿拉伯文中海草灰内的碱性物)而来。

英国化学家戴维以电解法制得了金属钾和钠,而震动了整个科学界。碱金属钾和钠像石蜡一样柔软,轻得能漂浮于水面之上。金属比水轻,这在当时简直是不可理解的事情。所以,在当时有不少人怀疑、反对戴维的见解,认为钾根本不能算是金属。消息传到巴黎,盖·吕萨克(JosephLouisGay-Lussac 1778~1850)及其密友泰纳也使用用电解法制取金属钾和钠。工作开始后,他俩发现,以电解法制得的新金属量很少。1811年,他们抛开了电池,而把铁屑分别同氢氧化钾混合起来,放在一个密封的弯曲玻璃管内加热。在高温下熔化的氢氧化钾与红热的铁屑起化学反应,生成了金属钾。这种方法既简单又经济,而且可以制出大量的钾,但是这种方法却有较大的危险性。在实验中曾几次发生爆炸事故,差点夺去了这两位科学家的生命,盖·吕萨克曾被炸伤,卧床40多天。但他们还是坚持用新方法制得的钾和钠进行实验,测得钾的密度为0.874g/mL,从而证明了戴维的说法是正确的.

 

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