Калий — металл, имеющий огромное биогенное значение. Калий в природе (2,4% в Земной коре)

Калий – интересный и неоднозначный элемент. Он участвует во многих процессах жизнедеятельности организма, активно используется в медицине, гальванике, электронике и сельском хозяйстве. Входит в состав известного с древних времен яда – цианистого калия (синильной кислоты). Этот металл считается распространенным, но медики утверждают, что каждый пятый человек испытывает дефицит микроэлемента. В свободном состоянии калий в природе не встретить, только в сочетании с другими веществами. По средним подсчетам, на 2,4% наша планета состоит из калия.

Общая характеристика калия

В таблице Менделеева калий занимает 19 позицию и обозначается символом K. Это мягкий и очень активный щелочной металл. На Земле калий встречается в составе других минералов (слюда, каинит, шпат полевой и др.) и солей. По распространенности среди металлов он стоит на 5-ом месте, среди химических элементов – на 7-ом. Месторождения калия расположены в Канаде, Белоруссии и России.

По своим химическим свойствам калий напоминает натрий, но более активен. О некоторых свойствах калия люди знали еще в XX столетии. Его использовали как удобрение, а поташ (состав из сульфата и хлорида калия, карбоната и соды) считался прекрасным моющим средством. Для его получения сжигалась древесина или солома, затем смешивалась с водой и выпаривалась.

Калий как отдельный элемент был выделен в 1807 году английским химиком Гемфри Дэви, проводившим опыты с едким калием. При электролизе выделился металл, и химик назвал его потассий. В 1809 году название было изменено по инициативе Л.В. Гильтерта. Он и предложил наименование «калий» (от арабского слова «аль-кали», то есть «поташ»).

Калий легко плавится и быстро окисляется под воздействием кислорода. Исходная форма – металл с кристаллической структурой, окрашен в серебристо-белый цвет. При горении окрашивает языки пламени в фиолетово-розовые тона. При реакции с водой происходит возгорание или взрыв, химически активен, считается сильным восстановителем. Требует особых условий хранения. Чаще всего чистый калий заливают слоем керосина. В такой форме он может стоять, не теряя своих свойств.

Калий активно используют в сельском хозяйстве для производства удобрений (наравне с фосфором и азотом). При его недостатке у растений нарушается фотосинтез, отмирают листья. Калийные соли активно используют в электронике. Жидкие сплавы применяются в атомных силовых установках и в качестве теплоносителя для замкнутых систем. У сплава калия, цезия и натрия самая низкая температура плавления – 78 градусов по Цельсию.

В организм человека калий поступает с пищей и водой. Всасывание металла происходит в кишечнике, выводится с мочой. Он не накапливается в организме, поэтому необходим постоянно.

Польза калия для организма человека

Роль калия в организме человека такова:

• Улучшает кислородный обмен, повышает мозговую деятельность.
• Регулярное употребление в пищу калийсодержащих продуктов – отличная профилактика болезней сердечно-сосудистой системы. Калий снижает артериальное давление и нормализует частоту сердцебиения, укрепляет кровеносные сосуды.
• Благотворно воздействует на мышечные ткани. Калий помогает поддерживать мышцы в тонусе, восстанавливаться после интенсивных нагрузок. Предотвращает появление ноющих болей и судорог.
• Участвует в переработке глюкозы, обеспечивает правильное сокращение мышечных волокон.
• Поддерживает баланс жидкостей и давление внутри клеток. Входит в состав всех жидкостей человеческого организма.
• Улучшает функции мочевыводящей системы, предотвращает отложение шлаков, застой жидкости.
• Тесно сотрудничает с магнием, помогает поддерживать его оптимальную концентрацию (магний крайне важен для защиты сердца).
• Нормализует энергетический баланс организма.
• Активно используется для лечения заболеваний нервной системы: стабилизирует состояние, помогает избежать депрессий и срывов. Избавляет от синдрома усталости.
• Укрепляет кости. Для их здоровья нужен не только кальций и фтор, но и минералы, в числе которых и калий. Это макровещество защищает от появления остеопороза.
• Улучшает обменные процессы. Калий помогает организму расщеплять и усваивать некоторые элементы. Если вы придерживаетесь диеты, а вес все не уходит, убедитесь, что в вашем рационе достаточно калия.

Основные источники калия

Источники калия условно принято делить на четыре группы:

• Низкое содержание (до 100 мг в 100 граммах продукта).
• Средний уровень (содержание 150-250 мг на 100г).
• Высокое содержание (250-390 мг).
• Очень насыщенные (порядка 400 мг).

Растительные источники калия (табл. 1):

• Сухофрукты.
• Злаки (гречка, овес, пшено).
• Овощи (томаты, свекла, морковь, тыква, шпинат, огурцы, салат, редис, кабачки, капуста).
• Бобовые культуры (соя, горох, фасоль).
• Ягоды (брусника, виноград, смородина, клюква, ежевика, калина, черника).
• Фрукты (бананы, цитрусовые, яблоки, дыня, абрикосы и др.).
• Орехи (миндаль, арахис, кедровые, фундук).
• Грибы (белые, шампиньоны, лисички, подберезовики и др.).

Животные источники калия (табл. 1):

• Рыба (треска, тунец, скумбрия и др.), морепродукты.
• Молочные продукты (кефир, молоко, сыр твердый, творог, сливочное масло).
• Печень.
• Мясо птицы, говядина, баранина.
• Яйца.

Таблица 1. Содержание калия в продуктах

Совет специалиста. Калий легко испаряется из пищи при высоких температурах и взаимодействии с жидкостями. Пик дефицита калия приходится на зиму, когда люди потребляют ограниченное количество свежих овощей и фруктов

• Минимальная термическая обработка.
• Готовить продукты в небольшом количестве воды.
• Есть больше свежих фруктов и овощей.
• Блюда в идеале запекать, не переваривать и не тушить долго.

Рецепт калийной смеси. Потребуется по 300г кураги, изюма, чернослива, инжира, 1 стакан грецких орехов, 1 стакан меда (лучше свежего), 2 лимона. Лимоны измельчить на мясорубке, орехи мелко нарубить. Перемешать с сухофруктами и медом, хранить в прохладном затемненном месте. Кушать три раза в день по чайной ложке с горкой через 1,5 часа после еды. Норма калия для человека дана в таблице 2.

Таблица 2. Суточная норма калия

Взаимодействие с другими элементами

Что нужно знать о калии:

• Хорошо сочетается с натрием и магнием. Калий способствует усвоению магния и выведению натрия.
• Лучше усваивается, если одновременно принимать витамин В6.
• Всасыванию калия препятствуют спиртосодержащие напитки, кофеин, сахар.
• Искусственно повышать калий в крови могут некоторые медицинские препараты Триамтерен, Сульфаметоксазол, а также ингибиторы и калийсодержащие соли.
• Поваренная соль, употребляемая в больших дозах, может вызвать дефицит калия.
• Выводят калий из организма некоторые сердечные препараты и мочегонные лекарства и сборы.
• Рубидий, цезий, таллий считаются антагонистами и также могут вытеснять калий из организма.

Дефицит и избыток калия в организме

Дефицит калия – распространенное явление и тому есть ряд причин:

• Несбалансированный рацион.
• Нарушения обменных процессов в организме.
• Заболевания органов пищеварения, почек.
• Обезвоживание организма вследствие приема лекарств, отравления др.
• Перегрузки нервной системы.
• Избыточное поступление в организм микро- и макроэлементов, вытесняющих калий.
• Злоупотребление кофе, алкоголем и сладостями.

Недостаток калия проявляется таким образом:

• Снижается иммунитет.
• Ощущается постоянная усталость и частые судороги в мышцах.
• Хроническое истощение.
• Учащенное мочеиспускание.
• Ухудшение состояния волос, кожи (становится сухой) и ногтей.
• Гипертония.
• Учащенный пульс и дыхание.
• Появление язв и эрозий на слизистых оболочках.
• Заболевания органов репродуктивной системы.
• Отеки конечностей и лица.
• Проблемы с дефекацией.

У беременных женщин нехватка калия сопровождается тошнотой, мышечной слабостью, не проходящим токсикозом.

В дальнейшем гипокалиемия может привести к аритмии, нарушению кислотно-щелочного баланса организма. Повышается риск развития сахарного диабета и болезней сердца.

При появлении тревожных симптомов обращайтесь к специалисту. Простых анализов и кардиограммы зачастую достаточно для постановки диагноза. Не занимайтесь самолечением

Избыток калия в организме может появиться в таких случаях:

• Злоупотребление калийсодержащими препаратами.
• Соблюдение диеты с участием продуктов с высоким содержанием калия.
• Нарушение обменных процессов.
• Дефицит инсулина.
• Почечная недостаточность.
• Изменение гормонального фона (в частности, симпатоадреналиновой системы).

Разовый прием 6 г калия способен нарушить базовые функции организма, 14 г считается смертельной дозой. Так что к выбору продуктов и препаратов нужно подходить ответственно. Если концентрация калия в крови превышает 5 ммоль/л можно говорить о гиперкалиемии.

Симптомы гиперкалиемии:

• Повышенная возбудимость, тревожность, нервозное состояние.
• Повышенное потоотделение.
  Мышечный тремор, судороги, в тяжелых случаях паралич.
• Аритмия.
• Колики в желудке и кишечнике.
• Повышение уровня сахара в крови.
• Усиленное отделение мочи.

Серьезная передозировка калия может нарушить деятельность сердца. Калий откладывается в связках, вызывая мышечные судороги и кратковременный паралич. Возрастает риск заболеть мочекаменной болезнью и диабетом.

Препараты с калием

Препараты с калием выпускают в следующих формах:

• Растворы и растворимые таблетки.
• Капсулы.
• Таблетки в оболочке.

Самые распространенные препараты:

• Аспаркам. Содержит по 175 мг аспартата калия и магния. В упаковке 20-50 таблеток. Часто назначается при болезнях сердечно-сосудистой системы.
• Калия хлорид. Выпускается в таблетках и ампулах (дозировка 40 мг/мл), вводится внутривенно, относится к «горячим» уколам. Таблетки в дозировке от 500 до 1500 мг.
• IonicKalium. Спрей 60 мл, содержит ионы калия. Вводят под язык, и макроэлемент всасывается в слизистую оболочку, не попадая в систему пищеварения.
• Калия оротат. Содержит 500 мг калия в каждой таблетке, в упаковке 10-50 штук.
• Панангин. Содержит 45,2 мг калия и магний в высокой концентрации. Есть также форма Форте – 316 мг калия в таблетке.
• Кудесан. Комплекс с калием и магнием. Содержит 250 мг аспарагината магния и 450 мг аспарагината калия. Комплекс обогащен убихоном, который улучшает состояние иммунитета.

В средних дозировках калий включен в витаминосодержащие препараты: Витрум (40 мг), Центрус (40мг), Виталюкс (40мг), ТеравитАнтистресс (80мг).

В лечебных целях используют препараты с более высокой концентрацией: Паматон, Аспакард, Орокамаг, Аспаригинат и др.

Как принимать калийсодержащие препараты:

• Рекомендуется принимать витамины и таблетки с калием после еды.
• Таблетки и капсулы не разжевывать. Жидкая форма чаще всего впрыскивается под язык.
• Таблетки запивать большим количеством воды.
• Растворимые препараты добавлять в воду или сок, и выпить в течение 5 минут небольшими глотками.
• Вводить препарат в ампулах самостоятельно не рекомендуется.

Не каждый человек знает особенности химических реакций с калием. Предлагаем посмотреть несколько интересных опытов с этим металлом в видео ниже.

Калий в организме человека участвует в обеспечении функции сокращения мышц, в том числе, сердечной, регулирует уровень жидкости в крови и во всем организме.

Калий - это химический элемент, являющийся одним из основных регуляторов равновесия среды, в которой живут и действуют белки. Они участвуют в реализации эндогенных (идущих внутрь) и экзогенных (выходящих наружу) процессов, которыми клетки организма обмениваются с окружающей средой и друг с другом.

Также белки обеспечивают координационные и питательные процессы, реализуют ряд других важнейших функций в жизни организма.

Калий тесно взаимодействует с натрием. Их "общение" происходит через клеточную мембрану. Внутри клеток преобладают положительные ионы (катионы) калия. Натрия здесь в десять - пятнадцать раз меньше.

Но в межклеточной жидкости, окружающей мембрану, в плазме крови, несущей эритроциты, количество катионов калия в 15 - 30 раз меньше, чем натрия.

Благодаря разности градиентов концентрации элементов калия и натрия обеспечивается работа, так называемого, натрий - калиевого насоса.

элемент калий

Как отдельно взятый химический элемент калий - сильнейшее ядовитое вещество. Но в соединении, например, с натрием и хлором, он не то чтобы безвреден. Он просто необходим живым организмам.

По мнению многих ученых эта его востребованность обусловлена прежде всего тем, что наши предки зародились в мирового океана.

Переселившись на сушу, они, как говорит в своей книге "Минеральный обмен" профессор Ю.И. Москалев, "унесли в своей внутренней среде хлориды натрия и калия, магния и кальция, а также бикарбонаты, фосфаты и сульфиты этих металлов".

Видится интересным совпадение относительной концентрации натрия, калия и хлора в водах океана и крови человека.

Элемент калий в чистом виде в природе не встречается. Этот щелочной металл очень активен. По этой причине вступая в реакцию с кислородом воздуха, он подвергается мгновенному окислению.

С водою же он реагирует еще более бурно - реакция начинается выделением тепла и заканчивается взрывом.

Как ни странно, именно эту высокую активность использует организм человека для активизации своих внутренних жизненных процессов.

Много пользы приносит этот элемент организму. Например, оказывает противосклеротическое действие. Также, его присутствие в организме способствует нормализации артериального давления.

Калий участвует в поддержании кислотно - щелочного равновесия, оказывает мочегонное действие. Пища с повышенным содержанием этого элемента увеличивает вывод из организма солевых отложений.

Если процесс снижения доли калия продолжается достаточно долго, это может привести к ослаблению защитных сил организма и ухудшению клеточного дыхания.

калий в продуктах питания

Для выведения из организма солевых излишков, в том числе, натрия, и устранения отеков рекомендуют употреблять больше продуктов питания с повышенным содержанием калия.

Ниже приведен их перечень. Рядом с некоторыми в скобках указано примерное содержания калия в мг на 100 г продукта: капуста (180), помидоры, чернослив, ржаной хлеб, огурцы (135), лук, горох (860), шпинат, редис, курага, овсяная крупа, картофель (550), грейпфруты, изюм, петрушка, морковь, черная смородина.

Калий - щелочной металл, который достаточно широко распространен на Земле. Соединения калия с давних времен знакомы людям. Элемент был открыт в 1807 году и был изначально назван потассием. Однако, название не прижилось и чуть позже элемент был назван калием.

С давних времен люди получали поташ (карбонат калия) из продуктов горения. Его использовали как моющее средство, чуть позже его начали применять для производства различных сельскохозяйственных удобрений, для изготовления стекла и других целей. На сегодняшний день поташ даже является официально зарегистрированной пищевой добавкой.

Характеристика калия

Физические свойства

Элемент имеет бледно-серебристый цвет. На только что образовавшейся поверхности возникает характерный блеск. Калий - легкий металл. Легко плавится. Его можно растворить в ртути, в результате этого процесса образуются амальгамы. Горит красновато-фиолетовым пламенем.

Химические свойства

Калий является металлом и обладает всеми соответствующими свойствами. Также элемент относится к группе щелочных. Этим и объясняется его повышенная химическая активность. Калий, реагируя с другими веществами, отдает электроны, является сильным восстановителем.

• Вступает в бурную реакцию с кислородом, образуя супероксид калия.
• При нагревании реагирует с водородом.
• Хорошо реагирует со всеми неметаллическими элементами, образуя при этом нитриды, фосфиды, сульфиды и другие соединения.
• Вступает в реакцию со многими сложными веществами: солями, оксидами, а также с водой. Реакция с водой протекает очень бурно, со взрывом.

Соединения калия достаточно распространены в природе. В чистом виде калий встретить нельзя. Причина этому - его повышенная химическая активность.

Где же в природе можно найти калий?

• Во-первых, калий в достаточно больших количествах содержится в коре Земли. Его содержание оценивается примерно в 2,4%. Калий является важной составляющей почвы, горных пород.
• Во-вторых, большие залежи солей калия зафиксированы на местах испарения древних морей.
• Также существенное количество калия содержат в себе воды Мирового океана. В водах Мирового океана концентрация калия составляет примерно 0,06%. В отдельных водоемах (например, Мертвое море), концентрация калия может быть и 1,5%. Такая повышенная концентрация делает экономически выгодной добычу калия. Так, в Иордании стоит завод по добыче калия из вод Мертвого моря.

Области применения калия

Сфера использования калия существенно уже по сравнению с тем же натрием. Это обусловлено тем, что калий обладает большей химической активностью. Кроме того, калий является более дорогим металлом. Тем не менее, калий все же используется в различных отраслях промышленности.

• Активней всего калий используют в химической промышленности для производства удобрений. Калий является важным элементом для растений. Довольно часто растения испытывают нехватку калия, что приводит к тому, что растение не может использовать весь свой потенциал роста. Растение становится ослабленным, медленнее растет, стебель слабеет, листья желтеют и опадают, семена становятся менее всхожими. Дефицит калия в таких случаях восполняют с помощью удобрений. Именно калийные удобрения являются основной продукцией, для которой используется калий. Самым распространенным калийным удобрением является хлорид калия (KCl).
• Кроме того, элемент и его соединения используют в машиностроении. Гидроксид калия - важнейший элемент для изготовления аккумуляторов.
• Соединения калия также используются в пищевой промышленности. Яркий пример - нитрат калия. Вещество является пищевой добавкой. Используется в качестве консерванта.

Cтраница 1

Чистый калий - серебристо-белый металл с плотностью 0 86, мягкий, плавится при температуре 63 55 С, температура кипения 760 С. Химически калий очень активен. На воздухе быстро окисляется.  

Чистый калий - серебристо-белый металл с плотностью 0 86, мягкий, плавится при температуре 63 55 С, температура кипения 760 С. Химически калий очень активен.  

Для получения чистого калия пары подвергают ректификации. Готовый продукт содержит 99 5 % калия. На 1 т получаемого калия расходуется 3 2 т КС1, 0 73 т натрия, 620 м3 очищенного азота и - 8000 кВт - ч электроэнергии.  

Для чистых щелочных металлов 8 невелико (чистый калий 8 1), несмотря на малую работу выхода.  

На рабочем участке с искусственными центрами парообразования вначале были проведены опыты на чистом калии, а затем на сплаве натрий-калий при концентрациях до-63 вес.  

В круглодонную колбу емкостью 500 мл, снабженную мешалкой с ртутным затвором, холодильником с сухим льдом, закрытым трубкой с натронной известью (все соединения на шлифах), отгоняют 150 мл аммиака и прибавляют маленькими кусочками при перемешивании 7 8 г (0 2 г-атома) чистого калия, который переводят в амид калия добавлением небольшого кусочка ржавого железа. Стеклянную пришлифованную пробку заменяют капельной воронкой.  

Несмотря на значительную разницу в значениях упругости паров калия и свинца, невозможно при однократной отгонке получить в конденсате чистый калий без свинца. Для получения чистого калия без свинца необходима либо вторичная дистилляция, либо такое аппаратурное оформление процесса, при котором предусматривалась бы частичная дефлегмация паров металлов.  

Велером (он брал для реакции чистый калий), ему же принадлежит описание химических свойств алюминия.  

Калий плавится при температуре 63 7 С. При столь высокой растворимости кислорода вблизи точки затвердевания чистый калий не может быть удовлетворительно очищен от кислорода в холодных ловушках. В сплавах калия с натрием кислород связан с натрием ; растворимость Na O в сплаве и металлическом калии такая же, как в натрии. Это позволяет воспользоваться для очистки металла холодными ловушками. Однако специальная добавка натрия к калию для очистки его от кислорода требует рассмотрения другого метода, называемого методом геттерной очистки. Заключается он во введении на горячем участке контура добавки, которая с кислородом образует более прочное соединение, чем очищаемый металл.  

Чем объяснить, что при температуре выше 700 С металлический натрий (менее активный металл) способен вытеснять калий (более активный металл) из его соединений. Может ли такой процесс найти практическое применение при получении чистого калия.  

Синтез проводят в трехгорлой колбе, снабженной мешалкой Гершберга, обратным холодильником и стеклянной пробкой. После высушивания прибора метилат калия получают, добавляя абсолютный метанол к 0 9 г (0 23 моля) чистого калия под слоем бензола. Растворители удаляют при пониженном давлении и к сухому остатку добавляют 1 180 г (0 0197 моля) М О-чевины - N 5 в 4 мл абсолютного метанола. В 8 мл метанола растворяют 4 3 г (0 02 моля) ацетамидомалонового эфира и полученный раствор приливают сразу одной порцией к раствору мочевины. Смесь нагревают с обратным холодильником и перемешивают в течение 4 час.  

Рейтинг: