鉀（Kalium），元素符號(hào)K，對(duì)預(yù)防高血壓等慢性病具有重要作用。原子序數(shù)為19，位于元素周期表第四周期IA族，屬于堿金屬元素。單質(zhì)是一種銀白色的軟質(zhì)金屬，蠟狀，可用小刀切割，熔沸點(diǎn)低，密度比水小，化學(xué)性質(zhì)極度活潑（比鈉還活潑）。鉀在自然界沒有單質(zhì)形態(tài)存在，鉀元素以鹽的形式廣泛的分布于陸地和海洋中，也是人體肌肉組織和神經(jīng)組織中的重要成分之一。

研究歷史

鉀鹽以硝石（硝酸鉀，KNO3），明礬（十二水硫酸鋁鉀，KAl(SO4)2·12H2O），還有草木灰（碳酸鉀，K2CO3）的形式已經(jīng)被認(rèn)知了幾個(gè)世紀(jì)。它們被用于火藥，燃料和肥皂的制造。把含鉀物質(zhì)還原為元素挫敗了早期的化學(xué)家，而且鉀被拉瓦錫分類為“泥土”。由于鉀的活動(dòng)性很強(qiáng)，難以用常用的還原劑（如碳）從鉀的化合物將金屬鉀還原出來。之后在1807年，漢弗里·戴維電解熔融氫氧化鉀發(fā)現(xiàn)有金屬小球形成，這就是鉀。他注意到當(dāng)把鉀扔到水里時(shí)，鉀會(huì)在水面上游動(dòng)，并燃燒發(fā)出美麗的紫色的火焰。鉀的名稱來源于拉丁文Kalium，原意是“堿”。拉丁文名稱從阿拉伯文Qali借來的。中國(guó)科學(xué)家在命名此元素時(shí)，因其活潑性在當(dāng)時(shí)已知的金屬中居首位，故用“金”字旁加上表示首位的“甲”字而造出“鉀”這個(gè)字。

物理性質(zhì)

鉀為銀白色立方體結(jié)構(gòu)金屬，理化性質(zhì)和鈉非常相似。鉀質(zhì)軟而輕可用小刀切割，新切面有銀白色光澤。

鉀的密度0.862g/cm3（293K），熔點(diǎn)336K（63℃），沸點(diǎn)1032K（759℃）。

鉀是熱和電的良導(dǎo)體，具有較好的導(dǎo)磁性，質(zhì)量分?jǐn)?shù)77.2%的鉀和22.8%的鈉形成的鉀鈉合金熔點(diǎn)只有12℃，是核反應(yīng)堆導(dǎo)熱劑。鉀單質(zhì)還具有良好的延展性，硬度也低，能夠溶于汞和液態(tài)氨，溶于液氨形成藍(lán)色溶液。

已發(fā)現(xiàn)的鉀的同位素共有28種，包括從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，是巖石和土壤中天然放射性本底的重要來源之一。

鉀離子能使火焰呈紫色，可用焰色反應(yīng)和火焰光度計(jì)檢測(cè)。

化學(xué)性質(zhì)

鉀的化學(xué)性質(zhì)比鈉還要活潑，僅比銫、銣活動(dòng)性弱。暴露在空氣中，表面迅速覆蓋一層氧化鉀和碳酸鉀，使它失去金屬光澤（表面顯藍(lán)紫色），因此金屬鉀應(yīng)保存在液體石蠟或氬氣中以防止氧化。鉀在空氣中加熱就會(huì)燃燒，它在有限量氧氣中加熱，生成氧化鉀；在過量氧氣中加熱，生成過氧化鉀和超氧化鉀的混合物。金屬鉀溶于液氨生成深藍(lán)色液體，可導(dǎo)電，實(shí)驗(yàn)證明其中含氨合電子，鉀的液氨溶液久置或在鐵的催化下會(huì)分解為氫氣和氨基鉀。鉀的液氨溶液與氧氣作用，生成超氧化鉀，臭氧作用，生成橘紅色的臭氧化鉀。

鉀與水劇烈反應(yīng)，甚至在冰上也能著火，生成氫氧化鉀和氫氣，反應(yīng)時(shí)放出的熱量能使金屬鉀熔化，并引起鉀和氫氣燃燒。

鉀與氟、氯、溴、碘都能發(fā)生反應(yīng)，生成相應(yīng)的鹵化物。鉀不與氮?dú)庾饔谩Ｅc氨作用，生成氨基鉀，并放出氫氣，鉀與汞形成鉀汞齊（化學(xué)式：K Hg=K[Hg]），是還原劑，與水反應(yīng)不劇烈。鉀和汞作用時(shí)會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈的放熱反應(yīng)。鉀的氧化態(tài)為 1，只形成 1價(jià)的化合物。

在高中化學(xué)范疇認(rèn)為鉀鹽均溶于水，但實(shí)際上高氯酸鉀、酒石酸氫鉀、六氯鉑酸鉀、鈷亞硝酸鈉鉀、四苯硼酸鉀等溶解度均較小。

化合物

氧化鉀

氧化鉀，化學(xué)式K2O，分子量94.2，密度2.32g/cm3。易潮解，易溶于水。為白色粉末，溶于水生成氫氧化鉀，并放出大量熱。在空氣流中加熱能被氧化成過氧化鉀或超氧化鉀，易吸收空氣中的二氧化碳成為碳酸鉀。

過氧化鉀

過氧化鉀，化學(xué)式為K2O2，黃色無定形塊狀物，易潮解。加熱分解，遇水放出氧氣，遇酸生成過氧化氫，過氧化鉀能吸收二氧化碳并放出氧氣。是強(qiáng)氧化劑?？捎蓺溲趸浥c過氧化氫反應(yīng)制得。

超氧化鉀

超氧化鉀，化學(xué)式為KO2，是一種一級(jí)氧化劑，在許多方面類似于第I族金屬過氧化物。遇易燃物、有機(jī)物、還原劑等會(huì)引起燃燒甚至爆炸。遇水或水蒸汽產(chǎn)生大量熱量，同樣可能發(fā)生爆炸。吸濕性極強(qiáng)，與水激烈反應(yīng)生成氧及可被進(jìn)一步分解的堿性過氧化物溶液。

氫氧化鉀

氫氧化鉀，化學(xué)式為KOH，白色粉末或片狀固體。具強(qiáng)堿性及腐蝕性，中等毒性。極易吸收空氣中水分而潮解，吸收二氧化碳而成碳酸鉀。溶于水，能溶于乙醇和甘油。當(dāng)溶解于水、醇或用酸處理時(shí)產(chǎn)生大量熱量。

含量分布

地殼

鉀的化合物早就被人類利用，由于鉀的化學(xué)性質(zhì)極為活潑，所以鉀在自然界中只以化合物形式存在。人們古代就知道草木灰中存在著鉀草堿（即碳酸鉀），可用作洗滌劑。硝酸鉀也被用作黑火藥的成分之一。鉀在地殼中的含量為2.47%，占第七位。可用來提取鉀鹽的礦物有鉀鹽礦（KCl）、光鹵石（KCl·MgCl2·6H2O）、雜鹵石（2CaSO4·K2SO4·2H2O）。分布極廣的天然硅酸鹽礦物中也含有鉀，如鉀長(zhǎng)石K[AlSi3O8]。在云母、鉀長(zhǎng)石等硅酸鹽中都富含鉀。

海洋

在海水中以鉀離子的形式存在，含量約為0.38g/kg。鉀在海水中含量比鈉離子少的原因是由于被土壤和植物吸收多。在動(dòng)植物體內(nèi)也含有鉀。除了氧、氫、氯、鈉、鎂、硫、鈣之外，鉀在海水中的含量最高。

人體

正常人體內(nèi)約含鉀175克，其中98%的鉀以鉀離子的形式貯存于細(xì)胞液內(nèi)；血清中含鉀3.5～5.5mmol/L。鉀是細(xì)胞內(nèi)最主要的陽離子之一。

主要用途

人體

鉀可以調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)適宜的滲透壓和體液的酸堿平衡，參與細(xì)胞內(nèi)糖和蛋白質(zhì)的代謝。有助于維持神經(jīng)健康、心跳規(guī)律正常，可以預(yù)防中風(fēng)，并協(xié)助肌肉正常收縮。在攝入高鈉而導(dǎo)致高血壓時(shí)，鉀具有降血壓作用。

（1）參與糖、蛋白質(zhì)和能量代謝：糖原合成時(shí)，需要鉀與之一同進(jìn)入細(xì)胞，糖原分解時(shí)，鉀又從細(xì)胞內(nèi)釋出。蛋白質(zhì)合成時(shí)每克氮約需鉀3mmol，分解時(shí)，則釋出鉀。ATP形成時(shí)亦需要鉀。

（2）參與維持細(xì)胞內(nèi)、外液的滲透壓和酸堿平衡：鉀是細(xì)胞內(nèi)的主要陽離子，所以能維持細(xì)胞內(nèi)液的滲透壓。酸中毒時(shí)，由于腎臟排鉀量減少，以及鉀從細(xì)胞內(nèi)向外移，所以血鉀往往同時(shí)升高，堿中毒時(shí)，情況相反。

（3）維持神經(jīng)肌肉的興奮性。

（4）維持心肌功能：心肌細(xì)胞膜的電位變化主要?jiǎng)恿χ皇怯捎阝涬x子的細(xì)胞內(nèi)、外轉(zhuǎn)移。

人體鉀缺乏可引起心跳不規(guī)律和加速、心電圖異常、肌肉衰弱和煩躁，最后導(dǎo)致心跳停止。一般而言，身體健康的人，會(huì)自動(dòng)將多余的鉀排出體外。但腎病患者則要特別留意，避免攝取過量的鉀。

在乳制品、水果、蔬菜、瘦肉、內(nèi)臟、香蕉、葡萄干中都含有豐富的鉀

人體缺鉀的主要癥狀是：心跳過速且心率不齊，肌肉無力、麻木、易怒、惡心、嘔吐、腹瀉、低血壓、精神錯(cuò)亂、以及心理冷淡。

植物

鉀能促進(jìn)植株莖稈健壯，改善果實(shí)品質(zhì)，增強(qiáng)植株抗寒能力，提高果實(shí)的糖分和維生素C的含量，和氮、磷的情況一樣，缺鉀癥狀首先出現(xiàn)于老葉。鉀素供應(yīng)不足時(shí)，碳水化合物代謝受到干擾，光合作用受抑制，而呼吸作用加強(qiáng)。因此，缺鉀時(shí)植株抗逆能力減弱，易受病害侵襲，果實(shí)品質(zhì)下降，著色不良。瓜、果、番茄等對(duì)鉀肥的需求主要是在果實(shí)迅速膨大期。

鉀肥一般是在基肥、沖施、追施、噴施和無土營(yíng)養(yǎng)栽培時(shí)施入，果實(shí)膨大前期沖施、追施或葉面噴施0.5%磷酸二氫鉀、硝酸鉀、硫酸鉀、氯化鉀溶液。氯化鉀不能用于瓜類和煙葉。

鉀不足時(shí)，植株莖稈柔弱，易倒伏，抗寒性和抗旱性均差；葉片變黃，逐漸壞死。由于鉀能移動(dòng)到嫩葉，缺鉀開始在較老的葉，后來發(fā)展到植株基部，也有葉緣枯焦，葉子彎卷或皺縮。

（1）促進(jìn)酶的活化。生物體中有60多種酶需要鉀離子作為活化劑。

（2）促進(jìn)光能的利用，增強(qiáng)光合作用。首先K 能保持葉綠體內(nèi)類囊體膜的正常結(jié)構(gòu)，缺K 時(shí)類囊體膜結(jié)構(gòu)松散，影響光合作用的正常進(jìn)行。同時(shí)又能促進(jìn)類囊體膜上質(zhì)子梯度的形成和光合磷酸化作用。

（3）有利于植物正常的呼吸作用，改善能量代謝。

（4）增強(qiáng)植株體內(nèi)物質(zhì)的合成和轉(zhuǎn)運(yùn)。比如，碳水化合物的合成與運(yùn)轉(zhuǎn)；增強(qiáng)蛋白質(zhì)與核蛋白的合成；促進(jìn)豆科植物根瘤菌的固氮作用。

（5）增強(qiáng)植物的抗性。

（6）增強(qiáng)抗凍性、抗旱、抗鹽的能力；

（7）增強(qiáng)植物對(duì)病蟲害的抗性。試驗(yàn)表明，增施適量的鉀肥，能有效地減少水稻的胡麻葉斑病、稻瘟病、紋枯病等；麥類的白粉病、赤霉病及小麥的銹病等等。

（8）減少水稻受還原性物質(zhì)的危害。

儲(chǔ)存方法

金屬鉀很活潑，需隔絕空氣和水儲(chǔ)存。一般把鉀、鈉儲(chǔ)存在煤油和液體石蠟中。儲(chǔ)存庫房應(yīng)通風(fēng)、低溫、干燥。與酸、氧化劑分開存放。

貯存和使用都要注意安全，由金屬鉀引起的火災(zāi)，不能用水或泡沫滅火劑撲滅，而要用碳酸鈉干粉。鉀也對(duì)皮膚有很強(qiáng)的腐蝕性。