Взаимодействие с серой

Уже при слабом нагревании начинается реакция между калием и серой, причем выделяется большое количество тепла и образуется наиболее прочное соединение K₂S. Теплота образования его из элементов составляет −87,3 ккал/моль или −120 ккал/моль. Так же как и для натрия, для калия известно несколько полусульфидных соединений, менее устойчивых, чем моносульфид. Существуют следующие химические соединения: K₂S (840 ^оС), K₂S₂ (470 ^оС), K₂S₃ (252 ^оС), K₂S₄ (145 ^оС), K₂S₅ (206 ^оС) и K₂S₆ (183 ^оС). В области составов от 73 до 99 вес % S при температуре 188 ^оС наблюдается разрыв растворимости и образование двух жидких фаз.

2 K + S → K₂S

Взаимодействие с азотом

Калий и азот не взаимодействуют друг с другом даже под давлением и при нагревании до высоких температур. Поэтому азот в этих условиях может использоваться в качестве защитной атмосферы. При действии на калий азота, активированного в электрическом разряде, могут образоваться два соединения: нитрид калия K₃N и азид калия KN₃. Нитрид калия получается при этом в значительно меньших количествах. Соединение это очень неустойчиво и в чистом виде не выделено.

Азид калия может быть получен химическим путем. При действии калия на раствор NH₄N₃ в жидком аммиаке протекает реакция

K + NH₄N₃ → KN₃ + NH₃ + ½ H₂

Азид калия образуется также при действии KNO₃ на жидкий аммиак

KNO₃ + 2 NH₃ → KN₃ + 3 H₂O

Почти с количественным выходом образуется азид калия в случае пропускания закиси азота N₂O при 270 − 280 ^оС над амидом калия KNH₂

2 KNH₂ + N₂O → KN₃ + NH₃ + KOH

Реакция протекает аналогично, если закись азота пропускать над расплавленным амидом натрия.

2 K + 3N₂ = 2 KN₃

6 K + N₂ = 2 K₃N

Взаимодействие с фосфором

При нагревании калия и фосфора в атмосфере азота или водорода образуется фосфиды калия: K₃P, K₂P₅ и KP₅.

Наиболее прочным является соединение K₂P₅. Оно может быть получено в чистом виде путем отгонки избытка металла (в вакууме при 400− 500 ^оС) из продуктов реакции калия и фосфора, имеет плотность около 2,0 г/см³ и не изменяется на воздухе, но разлагается водой.

Фосфид калия K₃P может быть получен разложением KH₂P при нагревании

3 KH₂P → K₃P + 2 PH₃

KH₂P получается, в свою очередь при пропускании фосфористого водорода PH₃ через раствор калия в жидком аммиаке. Получающееся в этих условиях оранжево-красное вещество KP₅ ∙ 3NH₃ переходит при нагревании до 180 ^оС в красно-коричневый КР₅, который легко разлагается влажным воздухом с выделением фосфористого водорода.

12 K + P4 → 4 K3P

8 K + 5 P4 → 4 K2P5

Взаимодействие с углеродом

Установлено, что калий при температурах выше 200 ^оС поглощается графитом в количестве до 40 % от веса последнего. Состав продуктов, полученных при 300^оС, соответствует приблизительно формуле КС₈, а состав продуктов, полученных при 360 ^оС, - формуле КС₁₆. Соединения эти на воздухе раскаляются, очень чувствительны к действию кислорода и влаги.

При избытке калия вероятно образование соединения КС₄. Отмечено также образование продуктов, отвечающих составу КС₁₈ и КС₉. Однако последние не представляют собой определенных химических соединений, а являются продуктами адсорбции.

При действии паров калия на углерод образуется твердый раствор калия в углероде.

Известны два карбида калия К₂С и КНС₂, которые однако не могут быть получены непосредственным взаимодействием калия и углерода.

Карбид калия К₂С₂ образуется при термической диссоциации КНС₂ в вакууме.

Карбид К₂С₂ можно получить путем разложения КОСН₃ при 300^оС

6 KOCH₃ → K₂C₂ + 2 K₂CO₃ + 2 C + 9 H₂

Причем он частично распадается на калий и углерод.

Карбид КНС₂ может быть получен при взаимодействии ацетилена и калия при низких температурах (0 − 25 ^оС). Он может образоваться также при пропускании ацетилена через раствор калия в жидком аммиаке при − 40 ^оС или при взаимодействии КН с С₂Н₂. В последнем случае КНС₂ будет сильно загрязнен углеродом, так как в процессе реакции поднимается температура и происходит термическая диссоциация карбидов.

4K + C → K₄C