カリウム
カリウムはアルカリ金属で、1807年にHymphry Davyによって純粋な元素形態で得られました。 生物学的に必須な元素であり、肥料、農薬、火薬など様々な工業的用途があります。
発見と歴史
カリウムは植物の灰から発見され、その名前はポタッシュ（植物の灰）に由来します。 昔は、焼いた木の灰を水と一緒に鍋に入れて加熱し、その溶液を蒸発させてカリウム（potash）を取り出していました。 1807年、ハンフリー・デイヴィーが電気分解によって初めて純度の高いカリウムを得た。 カリウムの記号はKで、カリ（アルカリ）に由来し、アラビア語で植物の灰（アルカリ）を表す仕事に由来する。
カリウム
| 周期表の分類 | グループ1 周期 4 |
|
|---|---|---|
| 20℃の状態 | Solid | |
| カラー | Silver-Japangray | |
| 電子配置 | 4s1 | |
| 電子数19 | ||
| 陽子数 | 19 | |
| 電子殻 | 2.陽子数 | 19 |
| 2, 8, 8, 1 | ||
| Density | 0.86 g.cm-3 at 20℃ | |
| 原子番号 | 19 | |
| 原子質量 | 39.10 g.mol -1 | |
| ポーリングによる電気陰性度 | 0.82 |
出現率
カリウムはイオン性の塩として自然界に存在します。 存在比では、太陽系で20位、地球上で17位（地殻の重量の約2.6%）の元素である。 また、海水中に溶けた状態で存在し、重量にして約0.04%のカリウムを構成している。 第一イオン化エネルギーが低い（418.8kL/mol）。 また、カリウムは超新星環境中に存在し、爆発的な酸素燃焼プロセスによって生成される。 人体では、カリウムは約0.2質量％を占め、人間の生体内で8番目に多く存在する元素である。 様々なタンパク質や酵素の主成分である。 カリウムはまた、果物（バナナ、アボカドに高濃度）、野菜（ジャガイモ、トマト、ビートグリーン、白い豆）、魚や肉に含まれています。
物理的特性
カリウムは銀白色の柔らかい金属で、2番目に低い密度（0.89g/cm3）です。 標準的な条件では、ナイフで切ることができます。 カリウムは空気や酸素に触れると変色します。 カリウムは水に浮くことができる。 沸点は770 °C、融点は63 °C。 周期律表の第1族（1A）に属する。 カリウムは水と激しく反応し（水酸化カリウムを生成）、淡い紫色で燃焼する。 カリウムはアルカリ金属の1つで、陰イオンと結合して塩を作ることができます。 反応性が高く、空気に触れると急速に酸化され、過酸化カリウムを生成します。 カリウムは水と激しく反応し（水酸化カリウムを生成）、淡い紫色で燃焼する。 炭化水素（灯油、鉱物油）とは反応しない。 強力な還元剤であり、酸化状態では非常に安定である。 水とは強アルカリ(KOH)を形成する。 カリウムの化合物はイオン性が高く、溶解度が高い。
意義と用途
- 肥料に広く使用されている。 カリウムの工業的用途としては最大で、世界で生産されるカリウムの約90％が各種肥料の生産に利用されています。
- 食品添加物としても一般的で、ベーキングパウダーや銀引き鏡の主成分でもあります。
- クロム酸カリウムは広く使われている顔料で、染料、インク、ステインなどの一部です。
- カリウムは皮なめし産業で使われます。
- 花火、マッチ、火薬（塩素酸カリウム）を作るために使用されます。
- 炭酸カリウムは通常カリと呼ばれ、石鹸、ガラス、蛍光灯、消火器、カラーテレビの製造に広く使われています。
- 臭化カリウムは鎮静剤として使われます。
- 熱交換材料として、原子力発電所で使用されています。
- また、殺虫剤や農薬の製造にも使用されます。
健康被害
カリウムは必須栄養素で、人体はカリウムをバランスよく供給（1日約3.3グラム）する必要があります。 カリウムが不足すると、低カリウム血症や高血圧症になることがあります。 カリウムと水との反応は発熱が大きく、飛沫が皮膚にかかると火傷や障害を起こすことがあります。 硫酸と爆発的に反応するので、カリウムの取り扱いには特に注意が必要です。
カリウムの同位体
カリウムの同位体は約20種類あり、そのうち3種類（39K、40K、41K）は天然に存在します。 40Kは放射性同位体です。 人体に多く存在し、平均的な人体では1秒間に約4,400個の40Kの原子核が崩壊しています。 40Kは天然放射能の最大の供給源であり、岩石の年代測定に広く利用されています。 39Kは最も一般的な同位体で、カリウム同位体の約93.3%を占めています。 “The Sodium and Potassium Content of Sea Water” (PDF). The Journal of Experimental Biology (2): 183.
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