[英文名]:potassium
[化学符号]:K
[原子序数]:19
[化学元素]:金属
[密度、硬度]: 856 kg/m3、0.4
[颜色和外表]: 银白色
[地壳含量]: 2.4 %
[原子量 ]: 39.0983 原子量单位
[原子半径]: (计算值) 220(243) pm
[共价半径 ]: 196 pm
[范德华半径 ]: 275 pm
[价电子排布]: [氩]4s1
[电子在每能级的排布 ]: 2,8,8,1
[氧化价]:(氧化物) 1(犟碱性)
[晶体结构 ]: 体新立方格
属周期系ⅠA族,为碱金属的成员。元素的英文名称来源于potash一词,含义是木灰碱。钾的化合物早就被人类利用,古代就知道草木灰中存在着钾草碱(即碳酸钾),可用作洗涤剂,硝酸钾也被用作黑火药的成分之一。但钾的化合物特别稳定,难以用常用的还原剂(如碳)从钾的化合物将金属钾还原出来。一直到1807年,英国H.戴维才用电解氢氧化钾熔体的方法制得金属钾 。钾在地壳中的含量为2.59%,占第七位。在海水中,除了氯、钠、镁、硫、钙之外 ,钾的含量占第六位 。可用来提取钾盐的矿物有钾盐矿(KCl)、光卤石(KCl?MgCl2?6H2O)、杂卤石(2CaSO4?K2SO4?2H2O )。 分布极广的天然硅酸盐矿物中也含有钾,如钾长石K[AlSi3O8]。
钾是银白色金属,很软,可用小刀切割。熔点63.25℃,沸点760℃,密度0.86克/厘米3(20℃)。钾的化学性质比钠还要活泼,暴露在空气中,表面覆盖一层氧化钾和碳酸钾,使它失去金属光泽,因此金属钾应保存在煤油中以防止氧化。钾在空气中加热就会燃烧,它在有限量氧气中加热,生成氧化钾;在过量氧气中加热,生成过氧化钾;将金属钾溶于液氨中与氧气作用,生成超氧化钾;钾与臭氧作用,生成臭氧化钾。钾与水、冰或雪的反应非常猛烈,生成氢氧化钾和氢气,反应时放出的热量能使金属钾熔化,并引起钾和氢气燃烧。钾与氢气发生反应,生成氢化钾。钾与氟、氯、溴、碘都能发生反应,生成相应的卤化物。钾不与氮气作用。与氨作用 ,生成氨基钾 ,并放出氢气。钾与汞形成钾汞齐,是还原剂。钾的氧化态为+1,只形成+1价的化合物。金属钾很活泼,贮存和使用都要注意安全,由钾引起的火灾,不能用水或泡沫灭火剂扑灭,而要用碳酸钠干粉。钾离子能使火焰呈紫色,可用焰色反应和火焰光度计检测。
戴维在发现钾的实验中,用的是电解法,但在实际生产中却不能用此法,因为戴维用的是铂电极,它不与熔融的金属钾作用,但实际生产中只能用石墨电极,熔融的金属钾能渗透到石墨中,侵蚀电极。所以现在金属钾的生产方法都采用金属钠与氯化钾的反应:Na+KCl K+NaCl。钾的沸点比钠低,不断地将钾的蒸气分离出去,就能使反应持续进行。用真空蒸馏法可将钾的纯度提高为99.99%。由于钾比钠贵, 在一般情况下都用钠代替钾,钾盐的用途就比较少。主要用作化肥 ,玻璃工业 、焰火生产和肥皂工业的原料。超氧化钾吸收二氧化碳产生氧气,用于宇航。 钾 -- 可降低血压的矿物元素
正常人体内约含钾175克,其中98%的钾贮存于细胞液内,是细胞内最主要的阳离子。食物中含有丰富的钾,人体对食物中摄入的钾的吸收利用率可达90%以上,因此,不易产生钾缺乏症,肾脏是维持人体内钾平衡的重要器官。
一、 钾的主要生理功能
钾的大部分生理功能都是在与钠协同作用中发挥的,因此维持体内钾、钠离子的平衡,对生命活动有重要意义。钾的生理功能为:
1. 调节细胞内适宜的渗透压。
2. 调节体液的酸碱平衡。
3. 参于细胞内糖和蛋白质的代谢。
4. 维持正常的神经兴奋性和心肌运动。
5. 在摄入高钠而导致高血压时,钾具有降血压作用。
二、 缺钾会产生的病症
钾缺乏可引起心跳不规律和加速、心电图异常、肌肉衰弱和烦躁,最后导致心搏停止。需指出的是钾缺乏病很少因为膳食钾的缺乏而引起,而多是由于碱中毒、腹泻、糖尿病酸中毒、呕吐、以及服用利尿药(亦称水丸剂)而使尿钾大量逸出所致。
三、 钾的日推荐量和食品中的来源
婴幼儿对钾的最低日需要量为90毫克,人乳中钾的含量为500mg/g,牛乳中钾的含量为1364mg/g,可满足需要;成人每天摄取2-3克钾可满足需要。 钾估计的安全与适宜的摄入量如下表所示:
日 推 荐 量
组 别 年龄(岁) 钾(毫克)
婴 儿 0--0.5 350--925
0.5--1.0 425--1275
儿 童 青少年 1.0--3.0 550--1650 4.0--6.0 775--2325 7.0--10.0 1000--3000 11.0以上 1525--4575
成 人 1875--5625
钾的食物来源有哪些?
钾广泛分布于食物中。肉类、家禽、鱼类、各种水果和蔬菜类都是钾的良好来源。(肉、禽、和鱼虽是钾的良好来源,但当限制钠时,这些食物的钾也受到限制。)含钾比较丰富的食物主要有:脱水水果、糖浆、马铃薯粉、米糠、海草、大豆粉、香料、向日葵籽、麦麸和牛肉等。
这种元素通过将其常见的氢氧化物进行电解而得到。将氢氧化钾与卤化物进行熔融电解,再经真空蒸馏制得。
同位素:
已发现的钾的同位素共有16种,包括钾35至钾50,其中只有钾39、钾40和钾41是稳定的,其他同位素都带有放射性。
用途:
钾主要用作还原剂及用于合成中。钾的化合物在工业上用途很广。可用来制造钾钠合金;也用于制光电管等。钾盐可以用于制造化肥及肥皂。钾对动植物的生长和发育起很大作用,是植物生长的三大营养元素之一。