金属——钾.doc

钾一种化学元素。化学符号（K） ，原子序数19，相对原子质量为39.0983，属周期系A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 。元素描述是一种软的低熔点的金属，呈银白色。密度0.86克/厘米3。熔点63.65，沸点774，化合价+1，电离能为4.341电子伏特。化学性质比钠更活泼，遇水能起剧烈作用，生成氢气和氢氧化钾，同时起火燃烧。燃烧时呈紫色焰。同酸的水溶液反应更加猛烈，几乎能达到爆炸的程度。在空气中表面很快氧化，加热后与氧能强烈反应，生成超氧化物和过氧化物K2O2。如果氧过量，它易形成超氧化物KO2。钾与卤素也有强烈反应，并与许多有机物发生反应。元素用途用来制造钾钠合金；在有机合成中用作还原剂；也用于制光电管等。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、医药、兽药。美艳钾同时对动、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。元素辅助资料钾是在自然界中分布最广的十个元素之一，但由于它不易从化合物中还原成单质状态，所以迟迟未被发现。同位素钾的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钾的化学性质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，生成臭氧化钾。钾与水、冰或雪的反应在-100摄氏度时仍反应非常猛烈，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。钾与氮气共热可生成不稳定的叠氮化钾，但反应条件要控制得极为严格，否则叠氮化钾又会分解为钾和氮气。与氨共热，生成氨基钾 ，并放出氢气。钾与汞形成钾汞齐，是还原剂。钾的常见氧化态为+1，但是也可以形成-1价的化合物，即碱化物。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，因为钾太容易溶解在熔化的KCl中，以致不能浮在电解槽的上部加以分离收集；同时，还因为钾在操作温度下迅速气化，增加了不安全因素。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（高温）。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 、烟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、矿工面罩等。CAS号：7440-09-7对人体的影响钾可以调节细胞内适宜的渗透压和体液的酸碱平衡，参与细胞内糖和蛋白质的代谢。有助于维持神经健康、心跳规律正常，可以预防中风，并协助肌肉正常收缩。在摄入高钠而导致高血压时，钾具有降血压作用。人体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，最后导致心跳停止。一般而言，身体健康的人，会自动将多余的钾排出体外。但肾病患者则要特别留意，避免摄取过量的钾。中国营养学会提出的每日膳食中钾的“安全和适宜的摄入量”，初生婴儿至6个月每人为350925毫克，1岁以内为4251275毫克，1岁以上儿童(儿童食品)每人每天5501650毫克，4岁以上7752325毫克，7岁以上为10003000毫克，11岁以上青少年(少年食品)为15254575毫克，成年男女为18755625毫克，这个参考指标与美国国家科学研究委员会的食品与营养委员会估计的安全和适宜的膳食钾日摄取量相当。在乳制品、水果、蔬菜、瘦肉、内脏、香蕉、葡萄干中都含有丰富的钾。钾的生理功能1. 参与糖、蛋白质和能量代谢：糖元合成时，需要钾与之一同进入细胞，糖元分解时，钾又从细胞内释出。蛋白质合成时每克氮约需钾3mmol，分解时，则释出钾。ATP形成时亦需要钾。2. 参与维持细胞内、外液的渗透压和酸碱平衡：钾是细胞内的主要阳离子，所以能维持细胞内液的渗透压。酸中毒时，由于肾脏排钾量减少，以及钾从细胞内向外移，所以血钾往往同时升高，碱中毒时，情况相反。3. 维持神经肌肉的兴奋性。4. 维持心肌功能：心肌细胞膜的电位变化主要动力之一是由于钾离子的细胞内、外转移。需要人群1、大量饮用咖啡、酒和爱吃甜食的人较容易疲劳，这是缺钾造成的。2、严重腹泻的人即使在尿潴留状态时，失去钾的可能性仍很大。假如使用利尿剂的话，将会失去更多的钾。3不吃主食（碳水化合物）减肥，失去的不仅是体重，体内的钾含量也会下降。这会造成体力减弱，反应迟钝。4神经和肉体的紧张会导致钾的不足。人体缺钾是怎么引起的人体血清中钾浓度只有3.55.5mmol/L，但它却是生命活动所必需的。钾在人体内的主要作用是维持酸碱平衡，参与能量代谢以及维持神经肌肉的正常功能。当体内缺钾时，会造成全身无力、疲乏、心跳减弱、头昏眼花，严重缺钾还会导致呼吸肌麻痹死亡。此外，低钾会使胃肠蠕动减慢，导致肠麻痹，加重厌食，出现恶心、呕吐、腹胀等症状。临床医学资料还证明，中暑者均有血钾降低现象。防治低钾的关键是补钾。临床上可选用口服10%的氯化钾溶液，但最安全且有效的方法是多吃富钾食品，特别是多吃水果和蔬菜。含钾丰富的水果有猕猴桃、香蕉、草莓、柑橘、葡萄、柚子、西瓜等，菠菜、山药、毛豆、苋菜、大葱等蔬菜中含钾也比较丰富，黄豆、绿豆、蚕豆、海带、紫菜、黄鱼、鸡肉、牛奶、玉米面等也含有一定量的钾。各种果汁，特别是橙汁，也含有丰富的钾，而且能补充水分和能量。钾是维持生命不可或缺的必需物质。它和钠共同作用，调节体内水份的平衡并使心跳规律化。钾对细胞内的化学反应很重要，对协助维持稳定的血压及神经活动的传导起着非常重要的作用。缺钾会减少肌肉的兴奋性，使肌肉的收缩和放松无法顺利进行，容易倦怠。另外，会妨碍肠的蠕动，引起便秘；还会导致浮肿，半身不遂及心脏病发作。当人体钾摄取不足时，钠会带着许多水份进入细胞中，使细胞破裂导致水肿。血液中缺钾会使血糖偏高，导致高血糖症。另外，缺钾对心脏造成的伤害最严重，缺乏钾，可能是人类因心脏疾病致死的最主要原因。人体缺钾的主要症状是：心跳过速且心率不齐，肌肉无力、麻木、易怒、恶心、呕吐、腹泻、低血压、精神错乱、以及心理冷淡。儿童每日应摄取钾1600毫克，成人每天2000毫克，含钾的食物包括乳制品、鱼、水果、豆科植物、肉、家禽、未加工的谷物、绿叶蔬菜等，比如杏、香蕉、啤酒酵母、糙米、无花果、蒜、葡萄干、番薯等。镁有助于保持细胞内的钾，而摄入过量的钠、酒精、糖类；服用利尿剂、轻剂、皮质激素类药物和心理压力过大会妨碍钾的吸收。钾过多与血钾过高高钾血症指血K+浓度高于55mmol/L时而言，除因细胞内外转移而致者外，高钾血症常反映总体K+过多。原因（一）人体过多 摄入过多含钾食物一般并不会导致高K+，但在伴有肾功能不全者则可能发生。大量输入库存血，静注KCl，等可致严重高钾血症。（二）排泄困难 主要因肾脏功能障碍而使K+不能充分排出而致。又包括肾小球滤过率严重减退及肾小球滤过率相对充足但仍有排钾障碍两大类：（三）细胞内外转移 酸中毒可抑制Na+-K+泵，同时刺激胰岛素分泌过多，使K+外移；高渗血症因细胞内脱水，K+浓度相对增高而容易外溢；肾上腺素能受体阻滞剂导致高K+机制已如前述。琥珀酰胆碱可促使细胞膜对K+通透性增加。此外洋地黄，盐酸精氨酸等都可促进K+外移，都可能导致血K+升高。钾对植物的影响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、喷施和无图营养栽培时施入，果实膨大前期冲施、追施或叶面喷施0.5%磷酸二氢钾、多米龙硝酸钾、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。钾在植物体内的作用1、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。2、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