鉀（Potassium）

鉀（Potassium）
高雄市立女子高級中學化學科洪瑞和老師/國立中山大學化學系張祖辛副教授責任編輯

鉀的性質
鉀的外觀以及物理性質和化學性質均與鈉相似，同樣都是由戴維電解熔鹽發現，但鉀比鈉更活潑。鉀由三種同位素組成，其中39K含量達93.08%，其次是40K（有放射性），含量0.0118%和41K含量6.88%。所以鉀有微弱的放射性，而鈉則沒有。工業上，鉀的冶煉並不是電解熔融態的氯化鉀，因鉀金屬的活性太大，過於危險；比較安全的方法是在850℃下，將鈉與氯化鉀作用：Na(l) + KCl(l) → K(g) + NaCl(l)，利用Le châtelier原理，移除混合物中的鉀蒸氣後，便可使反應向右進行。

鉀是生命中不可或缺的元素。正常成人體內鉀總量為120g左右，98%存在於細胞內，是細胞液的主要陽離子。鉀和鈉的無機化學特性雖然很相似，但在許多代謝過程中，生理活性卻大不相同，甚至起抗頡作用。例如鉀離子是丙酮酸酶的啟動劑，能加速蛋白質合成速度和肌肉組織的呼吸作用；而鈉離子對這兩種過程起抑制作用。人缺鉀會四肢無力、腹脹、心律紊亂、神志不清，甚至死亡。

鉀可用於玻璃工業。含鉀的玻璃是一種硬質玻璃，比鈉、鈣玻璃難熔，而且不易受化學藥品的侵蝕。實驗室中常見的燒瓶、燒杯等玻璃儀器均是用鉀玻璃製造的。

1. 鉀與水的反應：鉀與水反應劇烈，產生的氫氣易著火燃燒。
2. 鉀與氧的反應：金屬鉀在空氣中燃燒，生成橙黃色的超氧化鉀KO₂。

鉀的化合物：
1. 氫氧化物：氫氧化鉀是白色易受潮的固體，鹼性較氫氧化鈉更強。
2. 氯化物：氯化鉀，作為肥料用途，鉀離子是植物生長必需的三要素（氮、磷、鉀）之一。
3. 超氧化物
超氧化鉀KO₂、超氧化銣RbO₂和超氧化銫CsO₂中都含有超氧離子O₂^－，超氧化物有順磁性，並呈現出顏色。超氧化鉀是橙黃色、超氧化銣是深棕色、超氧化銫是深黃色。超氧化物都是強氧化劑，與水劇烈地反應，放出氧氣和過氧化氫：2MO₂ + 2H₂O → O₂ + H₂O₂ + 2MOH （M=K、Rb、Cs）。超氧化物還能除去二氧化碳，並再生出氧氣，可以用於急救器、潛水和登山等方面。4MO₂ + 2CO₂ → 2M₂CO₃ + 3O₂，（M=K、Rb、Cs）。

參考資料：
1. http://en.wikipedia.org/wiki/Potassium
2. Geoff Rayner-Canham, Tina Overton, 2006, Descriptive Inorganic Chemistry, 4th ed., Freeman.
3. 司學芝、劉捷、展海軍，2009年，無機化學，化學工業出版社。