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2021-07-16 12:27:31

资料专题:钾基本信息汇总表

(拉丁语:Kalium化学符号K)是原子序数为19的化学元素。

最早于植物的灰烬中所分离出,故其名称源自植物的灰烬。在元素周期表中,钾属于碱金族,所有碱金族在外部电子壳中都具有单价电子在离子盐中发生。其易被去除电子而形成具有正电荷的离子──阳离子(阳离子可与阴离子结合形成盐)。

钾元素在自然界中仅以离子化合物存在,是一种柔软的银白色碱性金属。在空气中迅速氧化并与水剧烈反应,产生足够的热量以点燃反应中释放的氢气,并放出蓝紫色的火焰。它被发现溶解于海水(自然界中的钾以化合物的形式溶解于海水中,按重量百分比计为0.04%),是许多矿物质的一部分。

钾与钠的化学性质非常相似,而钠是元素周期表第1族中钾的前一个元素。它们具有相似的第一电离能,让原子丢弃其最外层唯一的电子。在1702年,钾与钠被怀疑可以与相同的阴离子结合形成类似的盐类,并且在1807年以电解证明。天然存在的钾由三种同位素组成,其中的40
K
是放射性的。微量的40
K
存在于所有钾中,它是人体中最常见的放射性同位素。

钾离子对所有活细胞的功能非常重要。正常的神经传递需要钾离子通过神经细胞膜转移;过低或过量的钾也都会导致许多身体的征兆或症状,包括心律异常和各种心电图异常。新鲜水果和蔬菜是钾的良好来源。身体摄取钾时,血浆中的钾离子浓度会上升,造成钾离子从细胞外往细胞内移动,增加肾脏对钾离子的代谢。

钾的大多数工业应用了钾化合物(例如钾皂)在水中的的高溶解度。含钾的农业肥料占了全球钾化学产物的95%,用于补救因大量生产作物而耗尽钾的土壤。

性质

钾的熔点硬度低,比更活泼,在空气中很快氧化。钾的密度小于水,大于煤油。钾和水会产生剧烈反应(产生高温使自己熔成一个银白色的球,释放大量氢,使金属球在水面高速移动,氢气燃烧,可以看到紫蓝色的火焰,生成氢氧化钾。方程式如下:

2K+2H2O→2KOH+H2↑{\displaystyle{\rm{2K+2H_{2}O\rightarrow 2KOH+H_{2}\uparrow}}}

钾可以和卤族、氧族元素反应,还可以使其他金属的盐类还原(熔融状态下),对有机物有很强的还原作用。

钾容易与氧反应 在表面形成紫色的氧化钾

4K+O2→2K2O{\displaystyle{\rm{4K+O_{2}\rightarrow 2K_{2}O}}}

钾为爆炸性和易燃的物质,一般以汽油或煤油封存。

发现

1807年由英国化学家戴维首次用电解法从熔融氢氧化钾中制得金属钾,并定名。

名称由来

拉丁语:kalium,这个单字不存在于古典拉丁语中,这是由永斯·贝采利乌斯创造的新拉丁文名词。这个名词起源于阿拉伯语:القَلْيَه‎(al-qalyah),本义为植物灰烬。qaly是刺沙蓬一类的植物,古人焚烧这种植物,从灰烬中可以的得到不纯的钾盐和钠盐混合物,进而和石灰水反应可以得到强碱溶液。这个阿拉伯名词传入欧洲后,被拼为alkali,意为碱。永斯·贝采利乌斯以此命名钾为kalium。

钾英文名“potassium”则由“Potash”衍生而来。当时的人们焚烧木材,其灰烬用水浸泡,取上清液,在铜锅里煮沸除去水分,可得不纯的钾盐混合物,称为草木灰(英语:Potash,Pot-Ashes:pot锅,ash灰烬,译作“草木灰”)。戴维使用的氢氧化钾就是从草木灰转化而来的,因此将钾命名为potassium。

分布

钾在自然界中只以化合物形式存在。在云母、钾长石等硅酸盐中都富含钾。钾在地壳中的含量约为2.09%,居第七位。在海水中以钾离子的形式存在,含量约为0.1%。钾在海水中含量比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。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。

制备

这种元素通过将其常见的氢氧化物进行电解而得到。将氢氧化钾卤化物进行熔融电解,再经真空蒸馏制得。 早期,由法国化学家给吕萨克和泰纳尔发明的隔绝空气加强热于碳酸钾、碳粉、铁粉、明矾混合物的方法也被用于制备粗钾,并被用于当时的一种打火机中。

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和钾41是稳定的,其他同位素都带有放射性。

应用

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。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。

钾金属在工业上可作为较强的还原剂。钠钾合金在一些特殊冷却设备中作为热传导的媒介。

对人体的影响

资料专题:钾对人体的影响

参考资料

夏征农、陈至立(编). 《辞海》第六版彩图本. 上海: 上海辞书出版社. 2009年: 第3227页. ISBN9787532628599.

Webb, D. A. The Sodium and Potassium Content of Sea Water(PDF). The Journal of Experimental Biology. April 1939,(2): 183.

Anthoni, J. Detailed composition of seawater at 3.5% salinity. seafriends.org.nz. 2006 [2011-09-23].

Marggraf, Andreas Siegmund. Chymische Schriften. 1761: 167.

WebMD 网医生. 含钾高的食物一览表,富含钾的蔬菜,富含钾的食物和水果. WebMD. 2019-01-16.

長庚生物科技股份有限公司. www.cgb.com.tw.

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外部链接

资料专题:钾外部链接