钾

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钾（Potassium Kalium）是一种银白色的软质金属，蜡状，可用小刀切割，熔沸点低，密度比水小，化学性质极度活泼（比钠还活泼）。是ⅠA族的元素之一，属于碱金属。钾在自然界没有单质形态存在，钾元素以盐的形式广泛的分布于陆地和海洋中，也是人体肌肉组织和神经组织中的重要成分之一。

目录

研究历史

钾盐以硝石（硝酸钾，KNO3），明矾（十二水合硫酸铝钾，KAl(SO4)2•12 H2O），还有草木灰（碳酸钾，K2CO3）的形式已经被认知了几个世纪。它们被用于火药，燃料和肥皂的制造。 把含钾物质还原为元素挫败了早期的化学家，而且钾被拉瓦锡分类为“泥土”。由于钾的活动性很强，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。之后在1807年，汉弗里•戴维电解熔融氢氧化钾发现有金属小球形成，这就是钾。他注意到当把钾扔到水里时，钾会在水面上游动，并燃烧发出美丽的紫色的火焰。钾的名称来源于拉丁文Kalium，原意是“碱”。 拉丁文名称从阿拉伯文Qali借来的。 中国科学家在命名此元素时，因其活泼性在当时已知的金属中居首位，故用“金”字旁加上表示首位的“甲”字而造出“钾”这个字。

物理性质

钾为银白色立方体结构金属，理化性质和钠非常相似。钾质软而轻可用小刀切割，新切面有银白色光泽。

钾的密度0.862g/cm3（293K），熔点336K（63℃），沸点1043K（770℃）。 钾是热和电的良导体，具有较好的导磁性，质量分数77.2%的钾和22.8%的钠形成的钾钠合金熔点只有12℃，是核反应堆导热剂。钾单质还具有良好的延展性，硬度也低，能够溶于汞和液态氨，溶于液氨形成蓝色溶液。

已发现的钾的同位素共有28种，包括从32K至55K，其中在自然界中存在的只有39K、40K和41K，其他同位素都是由人工制造。40K有放射性，是岩石和土壤中天然放射性本底的重要来源之一。

钾离子能使火焰呈紫色，可用焰色反应和火焰光度计检测。

化学性质

钾的化学性质比钠还要活泼，仅比铯、铷活 动性弱。暴露在空气中，表面迅速覆盖一层氧化钾和碳酸钾，使它失去金属光泽（表面显蓝紫色），因此金属钾应保存在液体石蜡或氩气中以防止氧化。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，生成过氧化钾和超氧化钾的混合物。金属钾溶于液氨生成深蓝色液体，可导电，实验证明其中含氨合电子，钾的液氨溶液久置或在铁的催化下会分解为氢气和氨基钾。钾的液氨溶液与氧气作用，生成超氧化钾，臭氧作用，生成橘红色的臭氧化钾。 钾与水剧烈反应，甚至在冰上也能着火，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，生成氨基甲，并放出氢气，钾与汞形成钾汞齐（化学式：K + Hg = K[Hg]），是还原剂，与水反应不剧烈。钾和汞作用时会发生强烈的放热反应。钾的氧化态为+1，只形成+1价的化合物。 在高中化学范畴认为钾盐均溶于水，但实际上高氯酸钾、酒石酸氢钾、六氯铂酸钾、钴亚硝酸钠钾、四苯硼酸钾等溶解度均较小。

化合物

氧化钾

氧化钾化学式K2O，分子量94.2，密度2.32g/cm3。易潮解，易溶于水。为白色粉末，溶于水生成氢氧化钾，并放出大量热。在空气流中加热能被氧化成过氧化钾或超氧化钾，易吸收空气中的二氧化碳成为碳酸钾。

过氧化钾

过氧化钾，黄色无定形块状物，易潮解。加热分解，遇水放出氧气，遇酸生成过氧化氢，过氧化钾能吸收二氧化碳并放出氧气。是强氧化剂。可由氢氧化钾与过氧化氢反应制得。

超氧化钾

超氧化钾是一种一级氧化剂，在许多方面类似于第I族金属过氧化物。遇易燃物、有机物、还原剂等会引起燃烧甚至爆炸。遇水或水蒸汽产生大量热量，同样可能发生爆炸。吸湿性极强，与水激烈反应生成氧及可被进一步分解的碱性过氧化物溶液。

氢氧化钾

氢氧化钾，白色粉末或片状固体。具强碱性及腐蚀性，中等毒性。极易吸收空气中水分而潮解，吸收二氧化碳而成碳酸钾。溶于水，能溶于乙醇和甘油。当溶解于水、醇或用酸处理时产生大量热量。0.1mol/L溶液的pH为13.5。相对密度2.044。熔点380℃（无水）。

含量分布

地壳

钾的化合物早就被人类利用，由于钾的化学性质极为活泼，所以钾在自然界中只以化合物形式存在。人们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。钾在地壳中的含量为2.47%，占第七位。 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]。在云母、钾长石等硅酸盐中都富含钾。

海洋

在海水中以钾离子的形式存在，含量约为0.38g/kg。钾在海水中含量比钠离子少的原因是由于被土壤和植物吸收多。在动植物体内也含有钾。除了氧、氢、氯、钠、镁、硫、钙之外 ，钾在海水中的含量最高。

人体

正常人体内约含钾175克，其中98%的钾以钾离子的形式贮存于细胞液内；血清中含钾3.5～5.5mmol/L。钾是细胞内最主要的阳离子之一。

制备方法

生产金属钠用的是电解法，但在生产金属钾中却不能用此法，因为钾太容易溶解在熔化的KCl中，无法分离收集。金属钾的生产方法采用金属钠与氯化钾在高温下的反应：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，但由于钾盐的吸湿性弱于钠盐，所以分析化学中常用钾盐做标准试剂。

主要用途

人体

钾可以调节细胞内适宜的渗透压和体液的酸碱平衡，参于细胞内糖和蛋白质的代谢。

钾缺乏

“夏打盹”医学上也称之为“夏季倦怠症”，它是由于夏季炎热，温度过高，使人体大量排汗，而随汗液可排出大量的钾元素，又因钾元素得不到及时补充，从而导致人们夏季倦怠疲劳、精神不振。 钾是人体内不可缺少的元素，一般成年人体内的含钾元素150g左右，其作用主要是维持神经、肌肉的正常功能。因此，人体一旦缺钾，正常的运动就会受到影响。 夏季缺钾不仅精力和体力下降，而且耐热能力也会降低，使人感到倦怠无力。严重缺钾时，可导致人体内酸碱平衡失调、代谢紊乱、心律失常，全身肌肉无力、懒动。此时，有些人为了使自己少出汗而过量地饮用盐开水。殊不知，这样做又容易加重心脏负担，使体内钾、钠平衡失调。而适当补充钾元素则有利于改善体内钾、钠平衡，既可以防止血压上升，又可防止血压过低。下面介绍一些含钾元素较高的食物。 一、粮食中，以荞麦、玉米、红薯、大豆等含钾元素较高。 二、水果中，以香蕉含钾元素最丰富。 三、蔬菜中，以菠菜、苋菜、香菜、油菜、甘蓝、芹菜、大葱、青蒜、莴笋、土豆、山药、鲜豌豆、毛豆等含钾元素较高。 四、海藻类，含钾元素相当丰富，如紫菜每百克含钾1640毫克，是含钠的175倍；海带含钾是含钠的22倍；羊栖菜含钾是钠的3．1倍。因此，紫菜汤、紫菜蒸鱼、紫菜肉丸、凉拌海带丝、海带炖肉等都是夏季补钾菜肴的上品. 钾是人体生长必需的营养素。它占人体无机盐的5%，对保持健全的神经系统和调节心脏节律非常重要。它能防止中风，维持正常的肌肉收缩，与钠共同维持体液平衡。临床上有许多病人因各种原因缺钾，如频繁呕吐、腹泻和长期胃肠引流使钾从消化道中的排出增加；某些肾脏疾病和应用排钾利尿剂使钾从肾脏排泄增加；肾上腺皮质机能亢进症患者或长期应用肾上腺皮质激素治疗，促使钾排泄增加；高温作业、高强度劳动和训练，造成大量出汗而损失钾等。上述原因导致体内钾的总量减少，当血清钾低于3.5mmol /L，结合病情可判断为低钾血症。 缺钾时临床症状常为原发疾病掩盖，钾缺乏使神经肌肉应激性降低，全身无力，反应力降低，严重者可至软瘫和呼吸困难；消化道功能紊乱，有厌食、恶心、呕吐、胀气，严重者有肠麻痹和肠梗阻。缺钾使心肌应激性增高，出现心律失常，可有房室传导阻滞，甚至发生房颤和室颤。 缺钾的治疗应在积极治疗原发疾病、去除病因的基础上，减少失钾。在医生考虑药物补钾的同时，轻度缺钾和慢性缺钾能口服进食的病人，应该多进食含钾丰富的食物。 我从许多资料中看到，钾这种矿物质对于治疗严重高血压、中风、肌肉萎缩、心脏病、软骨病、甚至癌症都有作用。由于钾的推荐摄入量介于2000 4000毫克之间，而且钾在拯救生命的过程中到底能起多少作用尚未证实，我建议大家平时尽可能多食用含钾的食物，因为人体内的钾主要来自食物。豆类（如黑豆、菜豆、新鲜豌豆）、瘦肉、乳制品、蛋类、马铃薯、茶叶、葵花子、谷物、葡萄干、绿叶蔬菜（如菠菜、甜菜等）、水果（如香蕉、橘子、柠檬、杏、梅、油桃）等，含钾丰富。由于钾主要存在细胞内，组织破坏后溶解析出，因此水果汁、蔬菜汤、肉汁中含量相对丰富，缺钾的人可以多喝些用上述含钾丰富的食物熬制的美味浓汤。但是，一些肾功能衰竭致血钾偏高的病人就需要限食上述食品了。*

钾过量

血清钾测定>5.5mmol/L时，称为高钾血症。正常从饮食中摄入钾量远低于肾脏排钾量，故引起高血钾的原因大多与肾功能减退，不能有效地排出钾而致体内钾增多有关。可分为三类：a.肾排钾困难，如急性肾功能衰竭的少尿阶段、盐皮质激素不足等；b.进入体内（血液内）的钾过多，如静脉输入过多，过快，输注大剂量青霉素钾盐或大剂量库存血，服用含钾药物等；c.细胞内钾移入细胞外液，如缺氧、酸中毒、持续性抽搐、大量溶血、大量内出血、大血肿、挤压综合征等均可使细胞内钾释出。供参考。 肾脏病人的“隐形杀手”——高血钾上海瑞金医院钱莹如果肾脏调节水分和电解质的功能丧失，肾脏病人就会发生少尿和水肿。少尿时，由于排钾减少可有钾潴留，使用保钾利尿剂的病人 在浮肿消退时，可出现高血钾。当血钾>6.5毫摩尔/升时，即可导致 患者的心脏在数秒至数分钟内停止跳动。因此，说高血钾是慢性肾病的“隐形杀手”一点儿也不过分。 轻度高钾血症是指血钾<6毫摩尔/升者，一般需要密切观察，严 格限制摄入含钾量高的食物和药物。含钾高的药物包括部分中药、血 制品、某些降压药和保钾利尿剂等。高钾食品有香蕉、柑橘、土豆、 西红柿、南瓜、茶叶、酱油、味精等。通过冷冻、浸泡、弃去汤汁， 就能减少这些食物中的钾。* 中、重度高钾血症是指血钾>6.5毫摩尔/升者，除需注意以上事 项外，还应静注葡萄糖酸钙、5%碳酸氢钠（心功能不全者慎用）、 高渗葡萄糖（需皮下注射胰岛素）和进行透析治疗。*

植物

钾能促进植株茎秆健壮，改善果实品质，增强植株抗寒能力，提高果实的糖分和维生素C的含量，和氮、磷的情况一样，缺钾症状首先出现于老叶。钾素供应不足时，碳水化合物代谢受到干扰，光合作用受抑制，而呼吸作用加强。因此，缺钾时植株抗逆能力减弱，易受病害侵袭，果实品质下降，着色不良。瓜、果、番茄等对钾肥的需求主要是在果实迅速膨大期。

钾肥一般是在基肥、冲施、追施、喷施和无土营养栽培时施入，果实膨大前期冲施、追施或叶面喷施0.5%磷酸二氢钾、硝酸钾、硫酸钾、氯化钾溶液。氯化钾不能用于瓜类和烟叶。

钾不足时，植株茎秆柔弱，易倒伏，抗寒性和抗旱性均差；叶片变黄，逐渐坏死。由于钾能移动到嫩叶，缺钾开始在较老的叶，后来发展到植株基部，也有叶缘枯焦，叶子弯卷或皱缩。 促进酶的活化。 生物体中有60多种酶需要钾离子作为活化剂。 促进光能的利用，增强光合作用。首先K+能保持叶绿体内类囊体膜的正常结构，缺K+时类囊体膜结构松散，影响光合作用的正常进行。同时又能促进类囊体膜上质子梯度的形成和光合磷酸化作用。 有利于植物正常的呼吸作用，改善能量代谢。 增强植株体内物质的合成和转运。比如，碳水化合物的合成与运转；增强蛋白质与核蛋白的合成；促进豆科植物根瘤菌的固氮作用。 增强植物的抗性。 增强抗冻性、抗旱、抗盐的能力； 增强植物对病虫害的抗性。试验表明，增施适量的钾肥，能有效地减少水稻的胡麻叶斑病、稻瘟病、纹枯病等；麦类的白粉病、赤霉病及小麦的锈病等等。 减少水稻受还原性物质的危害。

储存方法

金属钾很活泼，需隔绝空气和水储存。一般把钾、钠储存在煤油和液体石蜡中。

储存库房应通风低温干燥；与酸、氧化剂分开存放。 贮存和使用都要注意安全，由金属钾引起的火灾，不能用水或泡沫灭火剂扑灭，而要用碳酸钠干粉。钾也对皮肤有很强的腐蚀性。