钾（拉丁語：Kalium，化学符号：K^[1]）是原子序数为19的化学元素，银白色有光泽的1A族碱金属元素，质软，和鈉的化學性質相似但更活泼。

性質

钾的熔点、硬度低，比钠更活泼，在空气中很快氧化。钾的密度小于水，大于煤油。鉀和水會產生劇烈反應（產生高温使自己熔成一個銀白色的球，釋放大量氫，使金属球在水面高速移動，氢气燃烧，可以看到紫藍色的火焰，生成氢氧化钾。方程式如下：

${\displaystyle {\rm {2K+2H_{2}O{=\!=\!=\!=}2KOH+H_{2}\uparrow }}}$

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。

鉀容易與氧反應 在表面形成紫色的氧化鉀

${\displaystyle {\rm {4K+O_{2}{=\!=\!=\!=}2K_{2}O}}}$

鉀為爆炸性和易燃的物質，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

拉丁語：kalium，這個單字不存在於古典拉丁語中，這是由永斯·贝采利乌斯創造的新拉丁文名詞。這個名詞起源於阿拉伯語：القَلْيَه‎‎（al-qalyah），本義為植物灰燼。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。這個阿拉伯名詞傳入歐洲後，被拼為alkali，意為鹼。永斯·贝采利乌斯以此命名钾为kalium。

鉀英文名「potassium」則由「Potash」衍生而來。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Potash（Pot-Ashes：pot锅，ash灰烬）。戴维使用的氢氧化钾就是从Potash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%，居第八位。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。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。將氢氧化钾与卤化物进行熔融电解，再经真空蒸餾製得。 早期，由法国化学家給呂薩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。

應用

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。

鉀金屬在工業上可作為較強的還原劑。鈉鉀合金在一些特殊冷卻設備中作為熱傳導的媒介。

对人体的影响

營養代謝

鉀是人體必需的礦物質營養素，是體細胞內主要的陽離子，體重70公斤的成年男性體內，鉀含量約3500mEq。飲食中的鉀離子在小腸中很容易被吸收。人體鉀離子主要流失途徑有80-90%是由腎臟經尿液排除，其餘10-20%是由糞便排出。腎臟對於鉀離子具有調控作用，藉以維持鉀離子濃度在正常範圍內。基於彌補身體的流失量以維持正常儲存及血漿濃度的平衡，成人每日的最小需要量為200 mg。含鉀豐富的食物包括乳制品、水果、蔬菜、瘦肉、内脏、香蕉、葡萄干等。飲食建議攝取量如下：

钾可以调节细胞内适宜的渗透压和体液的酸碱平衡，参與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。細胞對鉀的調節與鈉鉀泵（Na+/K+ pump）和鉀離子通道有關。

低血鉀（Hypokalemia）

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。

導致低血鉀的原因包括：長期嘔吐、腹瀉、糖尿病酸中毒、神經性厭食症、長期營養不良、慢性酒精中毒、腎上腺腫瘤、燙傷、臨床上常見的電解質異常、吸收不良或血鉀過度流失、或使用某些藥物而使血中之鉀濃度不夠。輕度低血鉀（血清鉀濃度3.0-3.5meq/L）經常是沒有症狀；中度低血鉀(血清鉀濃度2.5-3.0meq/L)有非特異性的症狀像是虛弱、疲倦、便秘等；嚴重低血鉀(血清鉀濃度<2.5meq/L)可能發生肌肉壞死，甚至呼吸肌麻痺衰竭。補充鉀離子是治療低血鉀的最根本辦法。^[3][4]

高血鉀（Hyperkalemia）

血中鉀離子濃度高於5.5 mEq/L時稱為高血鉀，可能因攝取過多、排泄減少、或因鉀離子由細胞內轉移至細胞外液等原因造成。一般以腎臟衰竭病患容易發生高血鉀。當人體發生高血鉀時，會有血壓降低、心律不整、心電圖改變、嚴重時會有心室纖維顫動、心跳停止。神經肌肉的症狀在早期為肌肉震顫、痙攣、感覺異常等情形，晚期則會有肌肉無力、弛緩性麻痺、呼吸停止。此外也會出現噁心、嘔吐、腸蠕動增加、腹瀉、腹絞痛等消化系統的症狀及少尿、無尿等泌尿系統的症狀。^[5]

相關遺傳性疾病

• 家族性低血鉀週期性無力症（familial hypokalemic periodic paralysis），為自體顯性遺傳疾病，相當罕見。突變的基因CACNL1A3是一種鈣離子通道。疾病的特徵是突然發生的肌肉麻痺與血清鉀濃度<2.5meq/L。血鉀減少的原因可能是大量攝取碳水化合物或鈉離子而誘發，會在24小時內自然消退，但有時會引起致命性心率不整^[6]。

• 李德爾氏綜合徵（Liddle's syndrome）為隱性遺傳疾病。此遺傳異常會因為礦物皮質醛酮增高，影響到腎臟離子輸送活性，刺激集尿管細胞對鈉離子的再吸收，造成代謝性鹼中毒和低血鉀。

• 巴特氏症候群（Bartter's syndrome）為亨利氏環（loop of Henle）和近曲小管的鈉運輸蛋白（chloride-associated sodium transporters）失去活性或功能^[7]。

• 吉特曼氏綜合症（Gitelman's syndrome）是腎脏遠曲小管（distal convoluted tubule）鈉運輸蛋白失去活性或功能。

参考资料