Восстановление калия магнием

обсуждение проблем неорганической химии, неорганического материаловедения, химии твердого тела и всего, что с этим связано
inorgancis, materials and solid state chemistry for professionals
ivasi
Сообщения: 387
Зарегистрирован: Пт май 09, 2008 12:26 am

Восстановление калия магнием

Сообщение ivasi » Ср янв 04, 2012 12:28 am

Приветствую, наткнулся на занимательный ролик, в котором автор получает металлический калий из KOH с помощью магния.
http://www.youtube.com/watch?v=gHgyn-wsxFw

Выглядит убедительно, но у меня в голове не укладывается как такое возможно. Вероятно что это фэйк.
Что скажете?

Iskander
Сообщения: 2744
Зарегистрирован: Чт июн 30, 2005 6:45 pm

Re: Восстановление калия магнием

Сообщение Iskander » Ср янв 04, 2012 9:57 am

Термодинамика не запрещает
В промышленности частенько восстанавливают алюминием

StYV
Сообщения: 2310
Зарегистрирован: Пн окт 24, 2005 11:43 pm

Re: Восстановление калия магнием

Сообщение StYV » Ср янв 04, 2012 11:01 am

Недавно прочитал пару книг по получению калия, правда они старые, но вряд ли придумали что-то новое. Так в СССР получали калий обменной реакцией из гидроксида калия с натрием. В инете есть способ из гидроксида калия с алюминием. Вот интересно - а есть ли производство калия в России и почем он?
С уважением StYV.

Аватара пользователя
antabu
Сообщения: 2403
Зарегистрирован: Пн май 25, 2009 7:00 pm

Re: Восстановление калия магнием

Сообщение antabu » Ср янв 04, 2012 12:59 pm

Я думаю, благодаря удалению паров калия из зоны реакции равновесие смещается в сторону его образования, сам не пробовал, но на другом форуме есть описание: http://chemistry-chemists.com/forum/vie ... 722#p38722
Мой Карфаген обязан быть разрушен.
Новодворская.

Аватара пользователя
amik
Сообщения: 22010
Зарегистрирован: Вс мар 05, 2006 9:32 pm

Re: Восстановление калия магнием

Сообщение amik » Ср янв 04, 2012 1:02 pm

StYV писал(а):Вот интересно - а есть ли производство калия в России и почем он?
Несколько не в тему, типа оффтоп :wink:
- ООО "Усольехимпром", Иркутская область, г. Усолье-Сибирское http://www.ximprom.ru
- ОАО "СЕВРЕДМЕТ", Мурманская обл., , пгт. Ревда, непонятно как завязанное с Ловозерским ГОКом, производящим рубидий и цезий http://lovgok.ru
Бог на стороне не больших батальонов, а тех, кто лучше стреляет (приписывается Вольтеру)

ivasi
Сообщения: 387
Зарегистрирован: Пт май 09, 2008 12:26 am

Re: Восстановление калия магнием

Сообщение ivasi » Ср янв 04, 2012 2:15 pm

Iskander писал(а):Термодинамика не запрещает
В промышленности частенько восстанавливают алюминием
Речь идет об обменной реакции при температуре 200 градусов цельсия. При этом исходные вещества даже не измельчались.

В промышленности если и восстанавливают алиминием, то не из гидроксида и при температурах >= 1000 градусов путем отгонки паров.

Так же автор ролика приводит комментарий что с гидроксидом натрия такой метод не прошел, что по поводу такой дескриминиции говорит термодинамика?.

Аватара пользователя
amik
Сообщения: 22010
Зарегистрирован: Вс мар 05, 2006 9:32 pm

Re: Восстановление калия магнием

Сообщение amik » Ср янв 04, 2012 6:05 pm

Термодинамика говорит, что при н.у. калий и натрий равнозначны. В смысле близости значений ΔGo и ΔHo для KOH и NaOH исходя из предположения тождественности протекающих реакций.
Автор ролика предполагает процесс 2Mg + 2KOH --> 2K + 2MgO + H2

Пока вижу единственное отличие - наличие воды в реактивном гидроксиде калия, которой может содержаться до 15%.
Бог на стороне не больших батальонов, а тех, кто лучше стреляет (приписывается Вольтеру)

stallker
Сообщения: 1997
Зарегистрирован: Чт дек 03, 2009 12:08 am

Re: Восстановление калия магнием

Сообщение stallker » Ср янв 04, 2012 7:52 pm

Проводил такую реакцию, сначала выделяется водород, далее гидрид натрия, который воспламеняется.
Что бы понять суть реакции нужно проследить связь водорода с натрием.
Натрий перегоняется в токе водорода,
водород и гидрид натрия растворяется в натрии.
Если рассмотреть реакцию натрия с водой, то можно заметить воспламенение происходит не сразу,
а когда в нем растворится доcтаточное количество водорода,
если быстро потушить, то он опять загорается, горит уже натрий с растворенным в нем водородом.
Такой же раствор получается при перегонке ртутной амальгамы полученной на катоде,
остаток перегонки раствор натрия с гидридом воспламеняется на воздухе.
В чистом кислороде горящий нарий гаснет.Гемфри Деви изучал эти реакции.
Сократ мне друг, но истина дороже.

Аватара пользователя
amik
Сообщения: 22010
Зарегистрирован: Вс мар 05, 2006 9:32 pm

Re: Восстановление калия магнием

Сообщение amik » Ср янв 04, 2012 10:47 pm

ivasi писал(а): Так же автор ролика приводит комментарий что с гидроксидом натрия такой метод не прошел
Фактор воды скорее всего таки не важен.
Возможно дело в условиях образования промежуточного трет-амилата(трет-бутилата) щелочного металла, который в случае калия легко образуется и в дальнейшем реагирует с магнием, а с натрием такой аттракцион по неясным пока причинам невозможен.
Надо будет попробовать после каникул :)
Бог на стороне не больших батальонов, а тех, кто лучше стреляет (приписывается Вольтеру)

Аватара пользователя
NikitaU
Сообщения: 228
Зарегистрирован: Пн май 23, 2011 12:39 pm

Re: Восстановление калия магнием

Сообщение NikitaU » Чт янв 05, 2012 4:15 pm

Восстановление щелочных металлов из их солей металлическим кальцием в вакууме при нагревании 800-900 C - школьный курс 9 класса, принцип Ле-Шателье там же.
"I must desire you then to take notice Gentlemen that my present business
doth not oblige me so to declare my own opinion on the Subject in question..."
The Sceptical Chymist, by Robert Boyle

Аватара пользователя
amik
Сообщения: 22010
Зарегистрирован: Вс мар 05, 2006 9:32 pm

Re: Восстановление калия магнием

Сообщение amik » Чт янв 05, 2012 4:27 pm

Вообще-то классические приемы изучены вдоль и поперек, разве что за исключением их адаптации к кухонным условиям :wink:
Топикстартера интересовал низкотемпературный метод с магнием, описанный в первом посте темы. Термодинамический расчет свидетельствует о его потенциальной осуществимости.
Бог на стороне не больших батальонов, а тех, кто лучше стреляет (приписывается Вольтеру)

ivasi
Сообщения: 387
Зарегистрирован: Пт май 09, 2008 12:26 am

Re: Восстановление калия магнием

Сообщение ivasi » Чт янв 05, 2012 6:43 pm

Абсолютно верно.
Методы получения щелочноземельных металлов электролизом и восстановлением при высоких температурах мне известны.
Данный ролик заинтересовал в первую очередь необычными условиями получения калия - низкой температурой, отсутствием паровой фазы получаемого металла, отсутствием инертной среды и вакуума.
Собственно меня больше интересует не практическая сторона вопроса, а принципиальная возможность получения калия таким способом - почему этот метод, если он действительно рабочий, не используется в промышленности, несмотря на свою технологичность?

Аватара пользователя
amik
Сообщения: 22010
Зарегистрирован: Вс мар 05, 2006 9:32 pm

Re: Восстановление калия магнием

Сообщение amik » Чт янв 05, 2012 9:41 pm

Имхо метод не так уж технологичен для больших объемов.
Значительные количества горючих растворителей при температуре кипения, проблемы с отделением металла от органики, неудобный контроль процесса из-за интенсивного газовыделения и спекающегося осадка MgO.
Плюс цена натрия в промышленности сопоставима с ценой магния. Стоит ли ломать отлаженное производство :dontknow:
В качестве препаративного метода любопытен и, если действительно реакция проходит так, как продемонстрировано в ролике, то со временем попадет в анналы :)
Бог на стороне не больших батальонов, а тех, кто лучше стреляет (приписывается Вольтеру)

Аватара пользователя
amik
Сообщения: 22010
Зарегистрирован: Вс мар 05, 2006 9:32 pm

Re: Восстановление калия магнием

Сообщение amik » Сб янв 14, 2012 5:26 pm

Итак, коллеги. Метод восстановления калия магнием работает 8) :up:
На приведенном фото можно наблюдать те самые калиевые шарики.
калий3.jpg
калий2.jpg
калий1.jpg
Пришлось немного повозиться, подбирая условия, в число которых, как оказалось, входит даже грансостав магния. В качестве растворителя была использована смесь жидких парафинов для заправки сувенирных масляных ламп и имеющую температуру кипения ~200oC. Калиевую щелочь пришлось таки дополнительно обезвоживать прокалкой т.к. с обычной КОН марки чда, содержащей до 15% воды, реакция явно шла не в том направлении.
Самым пригодным в процессе показал себя порошок магния, грубая стружка практически не реагирует.
Процесс для простоты проводился в обычной узкогорлой стеклянной колбочке на 50мл, прикрытой сверху комком ваты, обратный холодильник, как в видеоролике, не задействовал. Третбутанол периодически добавлялся посредством медицинского шприца.
При случае попробую теперь восстановить натрий из NaOH :)
У вас нет необходимых прав для просмотра вложений в этом сообщении.
Бог на стороне не больших батальонов, а тех, кто лучше стреляет (приписывается Вольтеру)

stallker
Сообщения: 1997
Зарегистрирован: Чт дек 03, 2009 12:08 am

Re: Восстановление калия магнием

Сообщение stallker » Сб янв 14, 2012 7:56 pm

Интересные опыты получаются.
Последний раз редактировалось stallker Сб янв 21, 2012 11:35 am, всего редактировалось 2 раза.
Сократ мне друг, но истина дороже.

ivasi
Сообщения: 387
Зарегистрирован: Пт май 09, 2008 12:26 am

Re: Восстановление калия магнием

Сообщение ivasi » Вс янв 15, 2012 12:49 am

amik,
Огромное спасибо за подтверждение метода!
:up: :deal:

stallker
Сообщения: 1997
Зарегистрирован: Чт дек 03, 2009 12:08 am

Re: Восстановление калия магнием

Сообщение stallker » Вс янв 15, 2012 3:11 am

2Mg + 2KOH --> 2K + 2MgO + H2
amik, водород выделялся?
Сократ мне друг, но истина дороже.

Аватара пользователя
amik
Сообщения: 22010
Зарегистрирован: Вс мар 05, 2006 9:32 pm

Re: Восстановление калия магнием

Сообщение amik » Вс янв 15, 2012 10:09 am

По ощущению существенно меньше, чем в ролике и должно было бы быть по приведенному уравнению реакции. Как будто магний переходит не столько в оксид, при чем образование водорода неизбежно, а в гидроксид.
Бог на стороне не больших батальонов, а тех, кто лучше стреляет (приписывается Вольтеру)

Sovetnik
Сообщения: 1606
Зарегистрирован: Пн окт 24, 2005 12:00 pm

Re: Восстановление калия магнием

Сообщение Sovetnik » Вс янв 15, 2012 1:15 pm

amik писал(а):Пришлось немного повозиться, подбирая условия, в число которых, как оказалось, входит даже грансостав магния. В качестве растворителя была использована смесь жидких парафинов для заправки сувенирных масляных ламп и имеющую температуру кипения ~200oC.

Самым пригодным в процессе показал себя порошок магния, грубая стружка практически не реагирует.

Третбутанол периодически добавлялся посредством медицинского шприца.

При случае попробую теперь восстановить натрий из NaOH :)
Отличная работа!

То, что скорость реакции возрастает с увеличением дисперсности порошка магния (поверхности реакции) говорит о топохимическом механизме реакции между магнием и раствором КОН в третбутаноле (а может и не раствором, а каким-то комплексом).
Находит тот, кто ищет не там.

Sovetnik
Сообщения: 1606
Зарегистрирован: Пн окт 24, 2005 12:00 pm

Re: Восстановление калия магнием

Сообщение Sovetnik » Пн янв 16, 2012 3:16 pm

Появились еще кое-какие мыслишки.
Поскольку реакция проводится при высокой (относительно) температуре, то КОН со спиртом может образовать алкоголят, так как вода будет удаляться (испаряться) из реакционной смеси. Далее, магний реагирует с алкоголятом калия, вытесняя его. При этом вроде должен образоваться алкоголят магния, а так как магний двухвалентен, то и объединить он должен две молекулы от спирта. Такой монстр (если он существует) выпадет вероятно в осадок, который мы и наблюдаем. В этом случае водорода вообще не должно выделяться, если только уже образовавшийся калий не начнет реагировать со спиртом.
Находит тот, кто ищет не там.

Ответить

Вернуться в «неорганическая химия и химия твердого тела / inorganic chemistry»

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и 2 гостя