Химический символ K и обозначение Ca¶
K — это химический символ калия (от латинского kalium), а Ca — это химический символ кальция (от латинского calcium). Обозначение «K2» в химии чаще всего относится к соединениям калия, где индекс 2 указывает на два атома калия в молекуле (например, K2O — оксид калия, K2CO3 — карбонат калия, K2SO4 — сульфат калия). Кальций в формулах обозначается символом Ca и, как двувалентный металл, образует соединения вида CaX2 (например, CaCl2 — хлорид кальция), но запись «Ca2» как самостоятельного обозначения в химии не используется.
¶Происхождение символов
¶Калий (K)
Символ K восходит к названию щелочного вещества, известного в средневековой алхимии как кали — древесная зола, из которой получали поташ (карбонат калия K2CO3). Латинское название элемента — kalium — было предложено в XIX веке по арабскому названию щёлочи аль-кали. Английское название элемента — potassium — происходит от potash («поташ»). Оба названия закрепились в разных языках: в русском и большинстве европейских языков используется форма «калий», в английском — potassium.
Калий был открыт в 1807 году английским химиком Хэмфри Дэви методом электролиза расплава едкого кали (KOH). Это был первый металл, выделенный электролитическим способом. Дэви назвал его «калием» в честь источника — древесной золы.
¶Кальций (Ca)
Символ Ca происходит от латинского calcium — «известь», что связано с известняком (CaCO3) и известью, известными с античности. Элемент был открыт в 1808 году Хэмфри Дэви методом электролиза смеси извести с оксидом ртути. До этого известь считалась простым телом; Дэви показал, что она содержит металл, который назвал кальцием.
¶Соединения с индексом 2 в формулах калия
Индекс «2» в формулах калийных соединений отражает то, что атом калия — одновалентный, и для компенсации двухзарядного аниона требуется два атома K:
| Формула | Название | Применение |
|---|---|---|
| K2O | Оксид калия | Лабораторный синтез, компонент стекла |
| K2CO3 | Карбонат калия (поташ) | Производство стекла, удобрения, мыловарение |
| K2SO4 | Сульфат калия (сернокислый калий) | Калийное удобрение |
| K2Cr2O7 | Дихромат калия | Окислитель в аналитической химии |
| K2HPO4 | Гидрофосфат калия | Пищевая добавка, буферные растворы |
| K2S | Сульфид калия | Лабораторные реактивы |
¶Соединения кальция
Кальций — двухвалентный металл, поэтому его соединения имеют общий вид CaX2 или CaX (для двухзарядных анионов):
| Формула | Название | Применение |
|---|---|---|
| CaO | Оксид кальция (негашёная известь) | Строительство, производство цемента |
| Ca(OH)2 | Гидроксид кальция (гашёная известь) | Строительство, санитария |
| CaCO3 | Карбонат кальция (известняк) | Строительство, удобрения, пищевая добавка |
| CaCl2 | Хлорид кальция | Сушка, противогололедная обработка |
| CaSO4 | Сульфат кальция (гипс) | Строительство, медицина (повязки) |
| Ca3(PO4)2 | Фосфат кальция | Удобрения, биология костей и зубов |
¶Физические свойства элементов
| Свойство | Калий (K) | Кальций (Ca) |
|---|---|---|
| Порядковый номер | 19 | 20 |
| Атомная масса | 39,098 | 40,078 |
| Группа в таблице Менделеева | 1 (щелочные металлы) | 2 (щёлочноземельные металлы) |
| Степень окисления | +1 | +2 |
| Внешний вид | Серебристо-белый металл | Серебристо-белый металл |
| Плотность, г/см³ | 0,862 | 1,55 |
| Температура плавления, °C | 63,5 | 842 |
| Реакция с водой | Бурная, с образованием KOH и H2 | Медленная, с образованием Ca(OH)2 |
¶Роль в живых организмах
Калий и кальций — два важнейших макроэлементов, но их функции существенно различаются.
Калий (K+) — основной внутриклеточный катион. Он участвует в поддержании клеточного потенциала, проведении нервных импульсов, сокращении мышц и водно-солевом балансе. Суточная потребность взрослого человека — около 2 г.
Кальций (Ca2+) — основной структурный элемент костей и зубов (в виде гидроксиапатита Ca10(PO4)6(OH)2). Он также участвует в мышечном сокращении, свёртывании крови и передаче сигналов в клетках. Суточная потребность — 800–1200 мг.
¶Почему возникает путаница
Путаница между обозначениями K и Ca возникает по нескольким причинам. Во-первых, оба элемента — металлы, оба образуют щелочные растворы и оба важны для питания. Во-вторых, в некоторых обозначениях (например, в маркировке удобрений) используются буквенные коды: K2O — «оксид калия» как условная единица содержания калия в калийных удобрениях, а P2O5 — аналогичное обозначение для фосфора. Запись «Ca2» может ошибочно читаться как «кальций-2», тогда как в действительности индекс 2 в химических формулах всегда относится к предшествующему элементу.
В таблице Менделеева калий и кальций соседние по порядковому номеру элементы (19 и 20), что также способствует их смешению при беглом чтении.
¶История открытия и изучения
Оба элемента были открыты в ходе программы электролитических исследований Хэмфри Дэви, который в 1807–1808 годах последовательно выделил натрий, калий, кальций, стронций, барий и магний. Открытие калия в 1807 году стало первым успешным выделением щелочного металла и открыло новую эру в химии — появился доступ к чистым щелочным и щёлочноземельным металлам, ранее считавшимся неразложимыми «землями».
¶Источники
- Менделеев Д. И. «Основы химии», 1868–1871
- Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона
- Лидин Р. А. «Концептуальная химия»
- Справочник химика, разделы «Калий» и «Кальций»