鉀[金屬元素]

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鉀[金屬元素]
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鉀(Potassium)是一種銀白色的軟質金屬,蠟狀,可用小刀切割,熔沸點低,密度比水小,化學性質極度活潑(比鈉還活潑)。是ⅠA族的元素之一,屬於鹼金屬。鉀在自然界沒有單質形態存在,鉀元素以鹽的形式廣泛的分布於陸地和海洋中,也是人體肌肉組織和神經組織中的重要成分之一。

基本信息

研究歷史

鉀石鹽 鉀石鹽

鉀鹽以硝石(硝酸鉀,KNO),明礬(十二水合硫酸鋁鉀,KAl(SO)·12HO),還有草木灰(碳酸鉀,KCO)的形式已經被認知了幾個世紀。它們被用於火藥,燃料和肥皂的製造。 把含鉀物質還原為元素挫敗了早期的化學家,而且鉀被Antoine Lavoisier分類為“泥土”。由於鉀的活動性很強,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。之後在1807年,漢弗萊·戴維電解熔融氫氧化鉀發現有金屬小球形成,這就是鉀。他注意到當把鉀扔到水裡時,鉀會在水面上遊動,並燃燒發出美麗的紫色的火焰。鉀的名稱來源於拉丁文Kalium,原意是“鹼”。 拉丁文名稱從阿拉伯文Qali借來的。 中國科學家在命名此元素時,因其活潑性在當時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”這個字。

物理性質

鉀表面常常為藍紫色 鉀表面常常為藍紫色

鉀為銀白色立方體結構金屬,理化性質和鈉非常相似。鉀質軟而輕可用小刀切割,新切面有銀白色光澤。

鉀的密度0.862g/cm (293K),熔點336K(63℃),沸點1043K(770℃)。

鉀是熱和電的良導體,具有較好的導磁性,質量分數77.2%的鉀和22.8%的鈉形成的鉀鈉合金熔點只有12℃,是核反應堆導熱劑。鉀單質還具有良好的延展性,硬度也低,能夠溶於汞和液態氨,溶於液氨形成藍色溶液。

已發現的鉀的同位素共有28種,包括從 K至 K,其中在自然界中存在的只有 K、 K和 K,其他同位素都是由人工製造。 K有放射性,是岩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,可用焰色反應和火焰光度計檢測。

化學性質

鉀與水反應 鉀與水反應

鉀的化學性質比鈉還要活潑,僅比銫、銣活動性差。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(表面顯藍紫色),因此金屬鉀應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。金屬鉀溶於液氨生成深藍色液體,可導電,實驗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,甚至在冰上也能著火,生成氫氧化鉀和氫氣,反應時放出的熱量能使金屬鉀熔化,並引起鉀和氫氣燃燒。

鉀與氫、硫、氟、氯、溴、碘都能化合,可與低元醇反應放出氫氣。

鉀燃燒 鉀燃燒

鉀還能與汞形成鉀汞齊:K + Hg = K[Hg]。它是平和的還原劑,與水反應不劇烈。鉀和汞作用時會發生強烈的放熱反應。

鉀的常見氧化態為+1,但是也可以形成-1價的化合物,即鹼化物,如KH。

在高中化學範疇認為鉀鹽均溶於水,但實際上高氯酸鉀、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

氧化鉀化學式KO,分子量94.2,密度2.32g/cm 。易潮解,易溶於水。為白色粉末,溶於水生成氫氧化鉀,並放出大量熱。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,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並放出氧氣。是強氧化劑。可由氫氧化鉀與過氧化氫反應製得。

超氧化鉀

超氧化鉀是一種一級氧化劑,在許多方面類似於第I族金屬過氧化物。遇易燃物、有機物、還原劑等會引起燃燒甚至爆炸。遇水或水蒸汽產生大量熱量,同樣可能發生爆炸。吸濕性極強,與水激烈反應生成氧及可被進一步分解的鹼性過氧化物溶液。

氫氧化鉀

氫氧化鉀,白色粉末或片狀固體。具強鹼性及腐蝕性,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。溶於水,能溶於乙醇和甘油。當溶解於水、醇或用酸處理時產生大量熱量。0.1mol/L溶液的pH為13.5。相對密度2.044。熔點380℃(無水)。

含量分布

地殼

鉀的化合物早就被人類利用,由於鉀的化學性質極為活潑,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鹼(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·MgCl·6HO)、雜鹵石(2CaSO·KSO·2HO )。 分布極廣的天然矽酸鹽礦物中也含有鉀,如鉀長石K[AlSiO]。在雲母、鉀長石等矽酸鹽中都富含鉀。

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於被土壤和植物吸收多。在動植物體內也含有鉀。除了氧、氫、氯、鈉、鎂、硫、鈣之外 ,鉀在海水中的含量最高。

人體

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

製備方法

鉀

生產金屬鈉用的是電解法,但在生產金屬鉀中卻不能用此法,因為鉀太容易溶解在熔化的KCl中,無法分離收集。金屬鉀的生產方法採用金屬鈉與氯化鉀在高溫下的反應:Na+KCl=K↑+NaCl。鉀的沸點比鈉低,不斷地將鉀的蒸氣分離出去,就能使反應持續進行。用真空蒸餾法可將鉀的純度提高為99.99%。由於鉀比鈉貴, 在一般情況下都用鈉代替鉀,鉀鹽的用途就比較少,但由於鉀鹽的吸濕性弱於鈉鹽,所以分析化學中常用鉀鹽做標準試劑。

主要用途

人體

鉀可以調節細胞內適宜的滲透壓和體液的酸鹼平衡,參與細胞內糖和蛋白質的代謝。有助於維持神經健康、心跳規律正常,可以預防中風,並協助肌肉正常收縮。在攝入高鈉而導致高血壓時,鉀具有降血壓作用。

•參與糖、蛋白質和能量代謝:糖原合成時,需要鉀與之一同進入細胞,糖原分解時,鉀又從細胞內釋出。蛋白質合成時每克氮約需鉀3mmol,分解時,則釋出鉀。ATP形成時亦需要鉀。

•參與維持細胞內、外液的滲透壓和酸鹼平衡:鉀是細胞內的主要陽離子,所以能維持細胞內液的滲透壓。酸中毒時,由於腎臟排鉀量減少,以及鉀從細胞內向外移,所以血鉀往往同時升高,鹼中毒時,情況相反。

•維持神經肌肉的興奮性。

•維持心肌功能:心肌細胞膜的電位變化主要動力之一是由於鉀離子的細胞內、外轉移。

人體鉀缺乏可引起心跳不規律和加速、心電圖異常、肌肉衰弱和煩躁,最後導致心跳停止。一般而言,身體健康的人,會自動將多餘的鉀排出體外。但腎病患者則要特別留意,避免攝取過量的鉀。

在乳製品、水果、蔬菜、瘦肉、內臟、香蕉、葡萄乾中都含有豐富的鉀

人體缺鉀的主要症狀是:心跳過速且心率不齊,肌肉無力、麻木、易怒、噁心、嘔吐、腹瀉、低血壓、精神錯亂、以及心理冷淡。

植物

鉀能促進植株莖稈健壯,改善果實品質,增強植株抗寒能力,提高果實的糖分和維生素C的含量,和氮、磷的情況一樣,缺鉀症狀首先出現於老葉。鉀素供應不足時,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。因此,缺鉀時植株抗逆能力減弱,易受病害侵襲,果實品質下降,著色不良。瓜、果、番茄等對鉀肥的需求主要是在果實迅速膨大期。

鉀肥一般是在基肥、沖施、追施、噴施和無圖營養栽培時施入,果實膨大前期沖施、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。氯化鉀不能用於瓜類和菸葉。

鉀不足時,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。由於鉀能移動到嫩葉,缺鉀開始在較老的葉,後來發展到植株基部,也有葉緣枯焦,葉子彎卷或皺縮。

•促進酶的活化。 生物體中有60多種酶需要鉀離子作為活化劑。

•促進光能的利用,增強光合作用。首先K能保持葉綠體內類囊體膜的正常結構,缺K時類囊體膜結構鬆散,影響光合作用的正常進行。同時又能促進類囊體膜上質子梯度的形成和光合磷酸化作用。

•有利於植物正常的呼吸作用,改善能量代謝。

•增強植株體內物質的合成和轉運。比如,碳水化合物的合成與運轉;增強蛋白質與核蛋白的合成;促進豆科植物根瘤菌的固氮作用。

•增強植物的抗性。

增強抗凍性、抗旱、抗鹽的能力;

增強植物對病蟲害的抗性。試驗表明,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、赤霉病及小麥的鏽病等等。

減少水稻受還原性物質的危害。

1.

增強抗凍性、抗旱、抗鹽的能力;

2.

增強植物對病蟲害的抗性。試驗表明,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、赤霉病及小麥的鏽病等等。

3.

減少水稻受還原性物質的危害。

儲存方法

金屬鉀常常浸沒於煤油或石蠟油中 金屬鉀常常浸沒於煤油或石蠟油中

金屬鉀很活潑,需隔絕空氣和水儲存。一般把鉀、鈉儲存在煤油和液體石蠟中。

儲存庫房應通風低溫乾燥;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,不能用水或泡沫滅火劑撲滅,而要用碳酸鈉乾粉。鉀也對皮膚有很強的腐蝕性。

生命元素

描述
生命元素 生命元素共有29種,包括

(硼是某些綠色植物和藻類生長的必需元素,哺乳動物並不需要硼)
宏量元素 如碳、、氧、、磷、硫、氯、、鈉、鈣和鎂
微量元素

化學元素周期表

族→123456789101112131415161718電子層0族電子數
周期↓I A0
11
H
2
He
K2
II AIII AIV AV AVI AVII A
23
Li
4
Be
5
B
6
C
7
N
8
O
9
F
10
Ne
L
K
8
2
311
Na
12
Mg
13
Al
14
Si
15
P
16
S
17
Cl
18
Ar
M
L
K
8
8
2
III BIV BV BVI BVII BVIIII BII B
419
K
20
Ca
21
Sc
22
Ti
23
V
24
Cr
25
Mn
26
Fe
27
Co
28
Ni
29
Cu
30
Zn
31
Ga
32
Ge
33
As
34
Se
35
Br
36
Kr
N
M
L
K
8
18
8
2
537
Rb
38
Sr
39
Y
40
Zr
41
Nb
42
Mo
43
Tc
44
Ru
45
Rh
46
Pd
47
Ag
48
Cd
49
In
50
Sn
51
Sb
52
Te
53
I
54
Xe
O
N
M
L
K
8
18
18
8
2
655
Cs
56
Ba
57-
71
72
Hf
73
Ta
74
W
75
Re
76
Os
77
Ir
78
Pt
79
Au
80
Hg
81
Tl
82
Pb
83
Bi
84
Po
85
At
86
Rn
P
O
N
M
L
K
8
18
32
18
8
2
787
Fr
88
Ra
89-
103
104
Rf
105
Db
106
Sg
107
Bh
108
Hs
109
Mt
110
Ds
111
Rg
112
Uub
113
Uut
114
Uuq
115
Uup
116
Uuh
117
Uus
118
Uuo

鑭系元 素57
La
58
Ce
59
Pr
60
Nd
61
Pm
62
Sm
63
Eu
64
Gd
65
Tb
66
Dy
67
Ho
68
Er
69
Tm
70
Yb
71
Lu
錒系元 素89
Ac
90
Th
91
Pa
92
U
93
Np
94
Pu
95
Am
96
Cm
97
Bk
98
Cf
99
Es
100
Fm
101
Md
102
No
103
Lr

化學與物理術語(一)

通過對化學和物理的了解,來明白生活中的細節,從而使我們更好的明白一些事物。

化學元素(一)

人體所需礦物質

巨量礦物質每日營養建議攝取量,RDA > 200 mg/每日(Ca) ;(Cl) ;(Mg) ;(P) ;(K);(Na);(S)
微量礦物質每日營養建議攝取量,RDA < 200 mg/每日(Cr) ;(Co) ;(Cu) ;(F) ;(I) ;(Fe) ;(Mn) ;(Mo) ;(Se) ;(Zn)

拼音是jia的漢字