Зачем организму калий

Полезные свойства калия для здоровья

Давайте более детально рассмотрим какими целебными характеристиками обладает калий и насколько важно поддерживать его рекомендуемую ежедневную норму.

  1. Повышение здоровья мозга.
  2. Макроэлемент играет важную роль для правильной работы нервной системы. Высокий уровень калия позволяет большому количеству кислорода поступать в мозг, стимулируя тем самым когнитивные функции. Возможно вы слышали, что бананы — полезная пища для ума, ведь в них содержится поистине впечатляющая доза этого минерала.

    Также калий предотвращает развитие инсульта. Ученые выяснили, что этому заболеванию чаще всего подвержены люди с дефицитом этого макроэлемента. Минерал работает как сосудорасширяющее средство, позволяя крови течь свободно и с меньшей вероятностью превратиться в смертельный сгусток.

    Калий играет важное значение в поддержании электрической проводимости мозга, которая влияет на его работу. Он также отвечает за хорошую память и обучение. Также из-за дефицита макроэлемента может развиться эпилепсия.

  3. Стабилизация уровня сахара в крови.
  4. Сокращение уровня калия приводит к снижению глюкозы в крови. А это в свою очередь может провоцировать усиленное потоотделение, головную боль, слабость, дрожь и нервозность. Потребление хлорида калия и натрия приводит состояние здоровья в норму.

    Поддержание на постоянном уровне этого минерала также важно и для диабетиков, чтобы избежать непредсказуемых скачков сахара. Это приводит к стабильному состоянию здоровья таких пациентов.

  5. Мышечное здоровье.
  6. Достаточная концентрация этого минерала необходима для сокращения и расслабления мышц. Большинство ионов калия в организме человека находятся в клетках мышц. Поэтому этот макроэлемент поддерживает наши рефлексы, поскольку налаживает нервные связи между мышцами и мозгом.

    Также мышечные спазмы являются распространенным явлением при низком уровне этого минерала в крови, это состояние называется гипокалиемия. Таким образом, если съедать один банан каждый день можно легко предотвратить такой недуг.

    Калий обеспечивает правильный рост мышечной ткани и играет роль в использовании энергии, выделяемой во время обмена веществ. Особенную пользу минерал приносит мышцам сердца, которые подвержены параличу из-за дефицита калия в рационе питания. Без этого макроэлемента все силовые тренировки и упражнения были бы бесполезны.

  7. Улучшение здоровья костей.
  8. У этого минерала есть целебные качества, которые нейтрализуют различные кислоты в организме, что помогает сохранять кальций, ответственный за прочность костной ткани.

    Научные исследования доказали, что употребление фруктов и овощей с высоким содержанием калия приводит к повышению минеральной плотности костей, что способствует их укреплению.

  9. Понижение кровяного давления.
  10. Калий действует как жизненно важный компонент, который приводит в норму артериальное давление. Это снижает риск возникновения сердечных заболеваний и гипертонии. Макроэлемент снимает напряжение с кровеносных сосудов, что является одной из причин повышенного давления.

  11. Ускорение метаболизма.
  12. Калий способствует повышению обмена веществ, особенно это касается жиров и углеводов. Таким образом, минерал играет главную роль в извлечении энергии из потребляемых продуктов. Этот макроэлемент является также неотъемлемой частью синтеза белков, которые влияют на регенерацию тканей, клеточный рост и сбалансированный метаболизм.

  13. Сокращение тревоги и стресса.
  14. Макроэлемент имеет большое значение для людей, страдающих от психических расстройств, таких как беспокойство и стресс. Если вы испытываете эти недуги, то вам необходимо увеличить употребление продуктов, богатых калием. Иначе такое состояние может привести к более опасным проблемам со здоровьем.

    Минерал регулирует различные гормоны в организме, в том числе и стресса, это кортизол и адреналин, избыточное количество которых очень вредно для организма. Наверно вы слышали, что бананы всегда советуют для улучшения настроения.

  15. Оздоровление сердца и почек.
  16. Минерал положительно влияет на эти важные органы и стабильно поддерживает их функции. Калий помогает почкам выводить отходы. Но рекомендуется посоветоваться с врачом по поводу дозы макроэлемента, так как он может стимулировать организм к избыточному усвоению кальция, что наоборот усугубит проблемы с почками, а не решит их.

  17. Поддержание водного баланса.

Макроэлемент регулирует оптимальный баланс жидкости в организме. Для полноценного функционирования клеток необходим строгий баланс воды. Благодаря ему все наши системы и органы работают слаженно. Поэтому довольно часто бананы советуют есть после спортивных тренировок или распития алкогольных напитков.

Продукты богатые калием

  1. Батат.
  2. Одна штука сладкого картофеля обеспечивает около 25 % суточной нормы макроэлемента. Этот овощ является хорошей пищей для тех, кто хочет повысить здоровье сердца. Помимо этого, батат — прекрасный источник аскорбиновой кислоты и бета-каротина, которые активизируют иммунитет и восстанавливают клетки кровеносной системы.

  3. Лосось.
  4. В одной половине филе лосося содержится примерно 20 % от рекомендуемой дневной нормы минерала. Также в рыбе присутствует большое количество омега 3 жирных кислот. Регулярное употребление в пищу лосося улучшает нервную систему, снижает давление и уменьшает воспаления по всему организму.

  5. Банан.
  6. Один крупный фрукт обеспечивает 15 % от рекомендуемой нормы калия. Бананы улучшают электролитный баланс, поэтому они являются любимой пищей для атлетов, которые готовятся или восстанавливаются после интенсивной физической нагрузки.

  7. Чечевица.
  8. Зерна богаты клетчаткой, медью и марганцем, а также на половину одной чашки крупы приходится более 350 мг калия. Это составляет около 10 % от суточного потребления важного минерала. Чечевица улучшает сердечное здоровье и минеральную плотность костей.

  9. Изюм.
  10. В ¼ стакана этого сухофрукта содержится приблизительно 250 мг макроэлемента. Это составляет около 7 % от дневной нормы калия. Это отличный перекус для тех, кто хочет повысить уровень этого минерала.

  11. Грибы.
  12. В одной чашке нарезанных грибов находится примерно 12 % от ежедневной потребности макроэлемента. Помимо этого в них в достатке имеется сера, антиоксиданты и другие питательные вещества, полезные для организма. Грибы понижают артериальное давление и оксидативный стресс.

  13. Тунец.
  14. В 170 г рыбы содержится более 10 % минерала, в котором организм нуждается ежедневно. Тунец оздоравливает сердце, регулирует уровень холестерина, а также восполняет потребность в омега 3 жирных кислотах.

  15. Молоко.
  16. В одном стакане этого напитка присутствует 10 % от суточной нормы макроэлемента. Помимо этого в нем находится большое количество кальция и фосфора, усвоение которых в организме как раз и регулирует калий.

  17. Авокадо.
  18. Этот фрукт — один из лидеров по содержанию калия, ведь он обеспечивает около 30 % от суточной нормы. Экзотический плод можно съедать самостоятельно или добавлять в бутерброды, салаты и другие разные блюда.

  19. Желудевая тыква.
  20. По другому еще называется акорн. Одна чашка этого плода обеспечивает около 25 % от дневной нормы потребления минерала. Помимо этого, в этой тыкве присутствует множество ценных фитохимикатов и антиоксидантов, улучшающих иммунитет.

  21. Белая фасоль.
  22. Половина чашки бобов содержит до 15 % от суточной нормы потребления макроэлемента. Фасоль помогает снизить уровень вредного холестерина, привести в норму кровяное давление, и положительно влияет на сердце и сосуды.

  23. Натуральный йогурт.
  24. Еще один продукт, который многие люди упускают из виду, ведь в ½ его чашке содержится до 17 % от ежедневной потребности минерала. Домашний йогурт также имеет ценные пробиотики, которые улучшают состояние пищеварительного тракта.

  25. Гранат.

Сок этого фрукта известен как один из самых полезных напитков в мире. Зерна одного граната содержат до 20 % от ежедневной потребности в минерале. Они также содержат аскорбиновую кислоту и множество антиоксидантов, которые оказывают лечебный эффект на здоровье человека.

На этом статья подходит к завершению. Теперь вы знаете, чем опасен дефицит и избыток калия в организме, какую роль играет этот элемент для нашего здоровья, а самое главное — в каких продуктах его можно найти.

Спасибо за внимание! До встречи!

Калий

19 Аргон ← Калий → Кальций
Na
K

Rb
19K
Внешний вид простого вещества
Серебристо-белый мягкий металл
Свойства атома
Название, символ, номер Калий / Kalium (K), 19
Атомная масса
(молярная масса)
39,0983(1) а. е. м. (г/моль)
Электронная конфигурация 4s1
Радиус атома 235 пм
Химические свойства
Ковалентный радиус 203 пм
Радиус иона 133 пм
Электроотрицательность 0,82 (шкала Полинга)
Электродный потенциал −2,92 В
Степени окисления 0; +1
Энергия ионизации
(первый электрон)
418,5 (4,34) кДж/моль (эВ)
Термодинамические свойства простого вещества
Плотность (при н. у.) 0,856 г/см³
Температура плавления 336,8К; 63,65 °C
Температура кипения 1047К; 773,85 °C
Уд. теплота плавления 2,33 кДж/моль
Уд. теплота испарения 76,9 кДж/моль
Молярная теплоёмкость 29,6 Дж/(K·моль)
Молярный объём 45,3 см³/моль
Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки кубическая объёмно-центрированная
Параметры решётки 5,332 Å
Температура Дебая 100 K
Прочие характеристики
Теплопроводность (300 K) 79,0 Вт/(м·К)
Номер CAS 7440-09-7
Эмиссионный спектр
19 Калий
39,0983
4s1

Ка́лий — элемент первой группы (по старой классификации — главной подгруппы первой группы), четвёртого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 19. Обозначается символом K (лат. Kalium). Простое вещество калий — мягкий щелочной металл серебристо-белого цвета.

В природе калий встречается только в соединениях с другими элементами, например, в морской воде, а также во многих минералах. Очень быстро окисляется на воздухе и очень легко вступает в химические реакции, особенно с водой, образуя щёлочь.

Во многих свойствах калий очень близок натрию, но с точки зрения биологической функции и использования клетками живых организмов они антагонистичны.

История и происхождение названия

Соединения калия используются с древнейших времён. Так, производство поташа (который применялся как моющее средство) существовало уже в XI веке. Золу, образующуюся при сжигании соломы или древесины, обрабатывали водой, а полученный раствор (щёлок) после фильтрования выпаривали. Сухой остаток, помимо карбоната калия, содержал сульфат калия K2SO4, соду и хлорид калия KCl.

19 ноября 1807 года в Бейкеровской лекции английский химик Дэви сообщил о выделении калия электролизом расплава едкого кали (KOH)(в рукописи лекции Дэви указал, что он открыл калий 6 октября 1807 года) и назвал его «потасий» (лат. potasium:32; это название (правда, в некоторых языках с двумя буквами s) до сих пор употребительно в английском, французском, испанском, португальском и польском языках). При электролизе влажного едкого кали KOH на ртутном катоде он получил амальгаму калия, а после отгонки ртути — чистый металл. Дэви определил его плотность, изучил химические свойства, в том числе разложение воды и поглощение водорода.

В 1808 г. Гей-Люссак и Л.Тенар выделили калий химическим путем — прокаливанием KOH с углем.

В 1809 году Л. В. Гильберт предложил название «калий» (лат. kalium, от араб. аль-кали — поташ). Это название вошло в немецкий язык, оттуда в большинство языков Северной и Восточной Европы (в том числе русский) и «победило» при выборе символа для этого элемента — K.

Получение

Калий, как и другие щелочные металлы, получают электролизом расплавленных хлоридов или щелочей. Так как хлориды имеют более высокую температуру плавления (600—650 °C), то чаще проводят электролиз расплавленных щелочей с добавкой к ним соды или поташа (до 12 %). При электролизе расплавленных хлоридов на катоде выделяется расплавленный калий, а на аноде — хлор:

K + + e − → K {\displaystyle {\mathsf {K^{+}+e^{-}\rightarrow K}}} 2 C l − → C l 2 {\displaystyle {\mathsf {2Cl^{-}\rightarrow Cl_{2}}}}

При электролизе щелочей на катоде также выделяется расплавленный калий, а на аноде — кислород:

4 O H − → 2 H 2 O + O 2 {\displaystyle {\mathsf {4OH^{-}\rightarrow 2H_{2}O+O_{2}}}}

Вода из расплава быстро испаряется. Чтобы калий не взаимодействовал с хлором или кислородом, катод изготовляют из меди и над ним помещают медный цилиндр. Образовавшийся калий в расплавленном виде собирается в цилиндре. Анод изготовляют также в виде цилиндра из никеля (при электролизе щелочей) либо из графита (при электролизе хлоридов).

Важное промышленное значение имеют и методы термохимического восстановления:

N a + K O H → N 2 380 − 450 o C N a O H + K {\displaystyle {\mathsf {Na+KOH{\xrightarrow{380-450^{o}C}}NaOH+K}}}

и восстановление из расплава хлорида калия карбидом кальция, алюминием или кремнием.

Химические свойства

Элементарный калий, как и другие щелочные металлы, проявляет типичные металлические свойства и очень химически активен, является сильным восстановителем. На воздухе свежий срез быстро тускнеет из-за образования плёнок соединений (оксиды и карбонат). При длительном контакте с атмосферой способен полностью разрушиться. С водой реагирует со взрывом. Хранить его необходимо под слоем бензина, керосина или силикона, дабы исключить контакт воздуха и воды с его поверхностью. С Na, Tl, Sn, Pb, Bi калий образует интерметаллиды.

Взаимодействие с простыми веществами

Калий при комнатной температуре реагирует с кислородом воздуха, галогенами; практически не реагирует с азотом (в отличие от лития и натрия). При умеренном нагревании реагирует с водородом с образованием гидрида (200—350 °C):

2 K + H 2 ⟶ 2 K H {\displaystyle {\mathsf {2K+H_{2}\longrightarrow 2KH}}}

с халькогенами (100—200 °C, E = S, Se, Te):

2 K + E ⟶ K 2 E {\displaystyle {\mathsf {2K+E\longrightarrow K_{2}E}}}

При сгорании калия на воздухе образуется надпероксид калия KO2 (с примесью K2O2):

K + O 2 ⟶ K O 2 {\displaystyle {\mathsf {K+O_{2}\longrightarrow KO_{2}}}}

В реакции с фосфором в инертной атмосфере образуется фосфид зелёного цвета (200 °C):

3 K + P ⟶ K 3 P {\displaystyle {\mathsf {3K+P\longrightarrow K_{3}P}}}

Взаимодействие со сложными веществами

Калий при комнатной температуре (20 °C) активно реагирует с водой, кислотами, растворяется в жидком аммиаке (−50 °C) с образованием тёмно-синего раствора.

2 K + 2 H 2 O ⟶ 2 K O H + H 2 {\displaystyle {\mathsf {2K+2H_{2}O\longrightarrow 2KOH+H_{2}\uparrow }}} 2 K + 2 H C l ⟶ 2 K C l + H 2 {\displaystyle {\mathsf {2K+2HCl\longrightarrow 2KCl+H_{2}\uparrow }}} K + 6 N H 3 ⟶ 6 {\displaystyle {\mathsf {K+6NH_{3}\longrightarrow _{6}}}}

Калий глубоко восстанавливает разбавленные серную и азотную кислоты:

8 K + 6 H 2 S O 4 ⟶ 4 K 2 S O 4 + S O 2 + S ↓ + 6 H 2 O {\displaystyle {\mathsf {8K+6H_{2}SO_{4}\longrightarrow 4K_{2}SO_{4}+SO_{2}\uparrow +S\downarrow +6H_{2}O}}} 21 K + 26 H N O 3 ⟶ 21 K N O 3 + N O + N 2 O + N 2 + 13 H 2 O {\displaystyle {\mathsf {21K+26HNO_{3}\longrightarrow 21KNO_{3}+NO\uparrow +N_{2}O\uparrow +N_{2}\uparrow +13H_{2}O}}}

При сплавлении металлического калия со щелочами он восстанавливает водород гидроксогруппы:

2 K + 2 K O H ⟶ 2 K 2 O + H 2 ( 450 ∘ C ) {\displaystyle {\mathsf {2K+2KOH\longrightarrow 2K_{2}O+H_{2}\uparrow (450^{\circ }C)}}}

При умеренном нагревании реагирует с газообразным аммиаком с образованием амида (65—105 °C):

2 K + 2 N H 3 ⟶ 2 K N H 2 + H 2 {\displaystyle {\mathsf {2K+2NH_{3}\longrightarrow 2KNH_{2}+H_{2}}}}

Металлический калий реагирует со спиртами с образованием алкоголятов:

2 K + 2 C 2 H 5 O H ⟶ 2 C 2 H 5 O K + H 2 {\displaystyle {\mathsf {2K+2C_{2}H_{5}OH\longrightarrow 2C_{2}H_{5}OK+H_{2}\uparrow }}}

Алкоголяты щелочных металлов (в данном случае — этанолат калия) являются очень сильными основаниями и широко используются в органическом синтезе.

Соединения с кислородом

При взаимодействии калия с кислородом воздуха образуется не оксид, а пероксид и супероксид:

K + O 2 ⟶ K O 2 {\displaystyle {\mathsf {K+O_{2}\longrightarrow KO_{2}}}}

Оксид калия может быть получен при нагревании металла до температуры не выше 180 °C в среде, содержащей очень мало кислорода, или при нагревании смеси супероксида калия с металлическим калием:

K O 2 + 3 K ⟶ 2 K 2 O {\displaystyle {\mathsf {KO_{2}+3K\longrightarrow 2K_{2}O}}}

Оксиды калия обладают ярко выраженными осно́вными свойствами, бурно реагируют с водой, кислотами и кислотными оксидами. Практического значения они не имеют. Пероксиды представляют собой желтовато-белые порошки, которые, хорошо растворяясь в воде, образуют щёлочи и пероксид водорода:

K 2 O 2 + 2 H 2 O ⟶ 2 K O H + H 2 O 2 {\displaystyle {\mathsf {K_{2}O_{2}+2H_{2}O\longrightarrow 2KOH+H_{2}O_{2}}}} 4 K O 2 + 2 H 2 O ⟶ 4 K O H + 3 O 2 {\displaystyle {\mathsf {4KO_{2}+2H_{2}O\longrightarrow 4KOH+3O_{2}\uparrow }}} 4 K O 2 + 2 C O 2 ⟶ 2 K 2 C O 3 + 3 O 2 {\displaystyle {\mathsf {4KO_{2}+2CO_{2}\longrightarrow 2K_{2}CO_{3}+3O_{2}\uparrow }}}Советский изолирующий противогаз ИП-5

Свойство обменивать углекислый газ на кислород используется в изолирующих противогазах и на подводных лодках. В качестве поглотителя используют эквимолярную смесь супероксида калия и пероксида натрия. Если смесь не эквимолярна, то в случае избытка пероксида натрия поглотится больше газа, чем выделится (при поглощении двух объёмов CO2 выделяется один объём O2), и давление в замкнутом пространстве упадёт, а в случае избытка супероксида калия (при поглощении двух объёмов CO2 выделяется три объёма O2) выделяется больше газа, чем поглотится, и давление повысится.

В случае эквимолярной смеси (Na2O2:K2O4 = 1:1) объёмы поглощаемого и выделяемого газов будут равны (при поглощении четырёх объёмов CO2 выделяется четыре объёма O2).

Пероксиды являются сильными окислителями, поэтому их применяют для отбеливания тканей в текстильной промышленности.

Получают пероксиды прокаливанием металлов на воздухе, освобождённом от углекислого газа.

Также известен озонид калия KO3, оранжево-красного цвета. Получить его можно взаимодействием гидроксида калия с озоном при температуре не выше 20 °C:

4 K O H + 4 O 3 ⟶ 4 K O 3 + O 2 + 2 H 2 O {\displaystyle {\mathsf {4KOH+4O_{3}\longrightarrow 4KO_{3}+O_{2}+2H_{2}O}}}

Озонид калия является очень сильным окислителем, например, окисляет элементарную серу до сульфата и дисульфата уже при 50 °C:

6 K O 3 + 5 S ⟶ K 2 S O 4 + 2 K 2 S 2 O 7 {\displaystyle {\mathsf {6KO_{3}+5S\longrightarrow K_{2}SO_{4}+2K_{2}S_{2}O_{7}}}}

Гидроксид

Основная статья: Гидроксид калия

Гидроксид калия (или едкое кали) представляет собой твёрдые белые непрозрачные, очень гигроскопичные кристаллы, плавящиеся при температуре 360 °C. Гидроксид калия относится к щелочам. Он хорошо растворяется в воде с выделением большого количества тепла. Растворимость едкого кали при 20 °C в 100 г воды составляет 112 г.

Применение

  • Жидкий при комнатной температуре сплав калия и натрия используется в качестве теплоносителя в замкнутых системах, например, в атомных силовых установках на быстрых нейтронах. Кроме того, широко применяются его жидкие сплавы с рубидием и цезием. Состав сплава: натрий 12 %, калий 47 %, цезий 41 % — обладает рекордно низкой температурой плавления −78 °C.
  • Соединения калия — важнейший биогенный элемент и потому применяются в качестве удобрений. Калий является одним из трех базовых элементов, которые необходимы для роста растений наряду с азотом и фосфором. В отличие от азота и фосфора, калий является основным клеточным катионом. При его недостатке у растения прежде всего нарушается структура мембран хлоропластов — клеточных органелл, в которых проходит фотосинтез. Внешне это проявляется в пожелтении и последующем отмирании листьев. При внесении калийных удобрений у растений увеличивается вегетативная масса, урожайность и устойчивость к вредителям.
  • Соли калия широко используются в гальванотехнике, так как, несмотря на относительно высокую стоимость, они часто более растворимы, чем соответствующие соли натрия, и потому обеспечивают интенсивную работу электролитов при повышенной плотности тока.

Важные соединения

  • Бромид калия применяется в медицине и как успокаивающее средство для нервной системы.
  • Гидроксид калия (едкое кали) применяется в щелочных аккумуляторах и при сушке газов.
  • Карбонат калия (поташ) используется как удобрение, при варке стекла, как кормовая добавка для птицы.
  • Хлорид калия (сильвин, «калийная соль») используется как удобрение.
  • Нитрат калия (калийная селитра) — удобрение, компонент чёрного пороха.
  • Перхлорат и хлорат калия (бертолетова соль) используются в производстве спичек, ракетных порохов, осветительных зарядов, взрывчатых веществ, в гальванотехнике.
  • Дихромат калия (хромпик) — сильный окислитель, используется для приготовления «хромовой смеси» для мытья химической посуды и при обработке кожи (дубление). Также используется для очистки ацетилена на ацетиленовых заводах от аммиака, сероводорода и фосфина.

Кристаллы перманганата калия

  • Перманганат калия — сильный окислитель, используется как антисептическое средство в медицине и для лабораторного получения кислорода.
  • Тартрат натрия-калия (сегнетова соль) в качестве пьезоэлектрика.
  • Дигидрофосфат и дидейтерофосфат калия в виде монокристаллов в лазерной технике.
  • Пероксид калия и супероксид калия используются для регенерации воздуха на подводных лодках и в изолирующих противогазах (поглощает углекислый газ с выделением кислорода).
  • Фтороборат калия — важный флюс для пайки сталей и цветных металлов.
  • Цианид калия применяется в гальванотехнике (серебрение, золочение), при добыче золота и при нитроцементации стали.
  • Калий совместно с перекисью калия применяется при термохимическом разложении воды на водород и кислород (калиевый цикл «Газ де Франс», Франция).
  • Сульфат калия — применяется как удобрение.

Биологическая роль

Калий — важнейший биогенный элемент, особенно в растительном мире. При недостатке калия в почве растения развиваются очень плохо, уменьшается урожай, поэтому около 90 % добываемых солей калия используют в качестве удобрений.

Калий в организме человека

В этом разделе не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена.
Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники.
Эта отметка установлена 12 мая 2011 года.

Калий содержится большей частью в клетках, до 40 раз больше, чем в межклеточном пространстве. В процессе функционирования клеток избыточный калий покидает цитоплазму, поэтому для сохранения концентрации он должен нагнетаться обратно при помощи натрий-калиевого насоса. Калий и натрий между собой функционально связаны и выполняют следующие функции:

  • Создание условий для возникновения мембранного потенциала и мышечных сокращений.
  • Поддержание осмотической концентрации крови.
  • Поддержание кислотно-щелочного баланса.
  • Нормализация водного баланса.

Рекомендуемая суточная доля калия составляет для детей от 600 до 1700 миллиграммов, для взрослых — от 1800 до 5000 миллиграммов. Потребность в калии зависит от массы тела, физической активности, физиологического состояния и климата места проживания. Рвота, продолжительные поносы, обильное потение, использование мочегонных повышают потребность организма в калии.

Основными пищевыми источниками являются бобы (в первую очередь белая фасоль), шпинат и капуста кормовая, финики, картофель, батат, сушёные абрикосы, дыня, киви, авокадо, помело, бананы, брокколи, печень, молоко, ореховое масло, цитрусовые, виноград. Калия достаточно много в рыбе и молочных продуктах.

Практически все сорта рыбы содержат более 200 мг калия на 100 г. Количество калия в разных видах рыбы различается. Овощи, грибы и травы также содержат много калия, однако в консервированных продуктах его уровень может быть гораздо меньше. Много калия содержится в шоколаде.

Всасывание происходит в тонком кишечнике. Усвоение калия облегчает витамин B6, затрудняет — алкоголь.

При недостатке калия развивается гипокалиемия. Возникают нарушения работы сердечной и скелетной мускулатуры. Продолжительный дефицит калия может быть причиной острой невралгии.

При избытке калия развивается гиперкалиемия, для которой основным симптомом является язва тонкого кишечника. Настоящая гиперкалиемия может вызвать остановку сердца.

Изотопы

Основная статья: Изотопы калия

Природный калий состоит из трёх изотопов. Два из них стабильны: 39K (изотопная распространённость 93,258 %) и 41K (6,730 %). Третий изотоп 40K (0,0117 %) является бета-активным с периодом полураспада 1,251 миллиарда лет. В каждом грамме природного калия в секунду распадается в среднем 31,0±0,3 ядра 40K, благодаря чему, например, в организме человека массой 70 кг ежесекундно происходит около 4000 радиоактивных распадов. Поэтому легкодоступные в быту соединения калия (поташ, хлорид калия, калийная селитра и т. д.) можно использовать как пробные радиоактивные источники для проверки бытовых дозиметров. 40K наряду с ураном и торием считается одним из основных источников геотермальной энергии, выделяемой в недрах Земли (полная скорость энерговыделения оценивается в 40—44 ТВт). В минералах, содержащих калий, постепенно накапливается 40Ar, один из продуктов распада калия-40, что позволяет измерять возраст горных пород; калий-аргоновый метод является одним из основных методов ядерной геохронологии.

Один из искусственных изотопов — 37K, — с временем полураспада 1,23651 с, применяется в экспериментах по изучению Стандартной модели слабого взаимодействия.

Примечания

  1. Michael E. Wieser, Norman Holden, Tyler B. Coplen, John K. Böhlke, Michael Berglund, Willi A. Brand, Paul De Bièvre, Manfred Gröning, Robert D. Loss, Juris Meija, Takafumi Hirata, Thomas Prohaska, Ronny Schoenberg, Glenda O’Connor, Thomas Walczyk, Shige Yoneda, Xiang‑Kun Zhu. Atomic weights of the elements 2011 (IUPAC Technical Report) (англ.) // Pure and Applied Chemistry. — 2013. — Vol. 85, no. 5. — P. 1047—1078. — DOI:10.1351/PAC-REP-13-03-02.
  2. Химическая энциклопедия: в 5 т / Редкол.: Кнунянц И. Л. (гл. ред.). — М.: Советская энциклопедия, 1990. — Т. 2. — С. 284. — 671 с. — 100 000 экз.
  3. 1 2 Davy, H. (1808). “The Bakerian Lecture, on some new Phenomena of chemical Changes produced by Electricity particularly the Decomposition of the fixed Alkalies, and the Exhibition of the new substances which constitute their bases; and on the general Nature of alkaline Bodies”. Philosophical Transactions. 98: 1—44.
  4. Davy, John. The Collected Works of Sir Humphry Davy. — London : Smith, Elder, and Company, 1839. — Vol. I. — P. 109.
  5. J. P. Riley and Skirrow G. Chemical Oceanography V. 1, 1965
  6. КАЛИЙНОЕ МЕСТОРОЖДЕНИЕ
  7. Химическое и агрохимическое сырье.
  8. Алабышев А. Ф., Грачёв К. Д., Зарецкий С. А., Лантратов М. Ф. Натрий и калий (получение, свойства, применение), Л.: Гос. н.-т. изд-во хим. лит., 1959, С. 321.
  9. Хим.энциклопедия, т.2, М.: Сов. энциклопедия, 1990, С.562.
  10. Элементы: проба на окрашивание пламени. Проверено 26 января 2010. Архивировано 22 августа 2011 года.
  11. P. D. Shidling et al. Precision half-life measurement of the β+ decay of 37K (англ.) // Physical Review C. — 2014. — Vol. 90. — P. 032501. — DOI:10.1103/PhysRevC.90.032501. — arXiv:1407.1742.

Часть 2. Биологическая роль калия в организме человека

Общие сведения и эколого-физиологические данные. Калий (от лат.Kalium) – серебристо-белый мягкий металл, принадлежащий к семейству одновалентных щелочных металлов. Калий энергично образует перекиси с кислородом, вступает в реакции с большинством неметаллов, растворим в жидком аммиаке. Вследствие чрезвычайно большой химической активности, в природе в свободном состоянии не встречается, входит в состав минералов. Калий непосредственно вступает в реакции с большим количеством неметаллов со значительным выделением тепла. Энергично соединяется с кислородом в присутствии воды.

Характеристика

Данные

Атомный номер

Атомная масса

39,0983

Среднее содержание в окружающей среде

1,6%

Основные эколого-физиологические данные

Суточное поступление с продуктами питания

3-4г

Резорбция

95% (ЖКТ)

Период полувыведения из организма

58 суток

Среднее содержание в организме: г/70кг

костная ткань:

1470 мг/кг сырого веса

почки:

1,4-2,4 мг/кг сырого веса

печень:

2,2 мг/кг сырого веса

слюна:

900мг/мл

цельная кровь:

1622 мг/кг сырого веса

зубы (дентин):

400мг/кг

волосы:

150-663 мг/кг сырого веса

Токсическая доза для человека:

6 г

Применение в медицине. В медицине применяют несколько солей калия в качестве мочегонных и слабительных средств (азотно-натриевая соль, винно-калиевая, уксусно-калиевая соль); широко используется йодистый, бромистый, марганцевокислый калий, аспарагинат, оротат, хлорид калия и другие соединения. Физиологическая роль калия в организме. В организм соединения калия поступают с пищей. Много калия содержится в молочных продуктах, мясе, какао, томатах, бобовых, картофеле, петрушке, абрикосах, изюме, черносливе, черном чае. Считается, что взрослый человек потребляет в день 2200-3000 мг калия. В организме человека содержится 160-180г калия (0,23% от общей массы тела). Биоусвояемость калия организмом составляет 90-95%. Соли калия легко всасываются и быстро выводятся из организма с мочой, потом через желудочно-кишечный тракт. Схема метаболизма калия в организме

Калий является внутриклеточным катионом. Его концентрация в клетках на порядок выше, чем вне клеток. Главной функцией калия является формирование трансмембранного потенциала (Kin≥Kout) и распространение изменения потенциала по клеточной мембране путем обмена с ионами натрия по градиенту концентраций. Вместе с натрием и хлором, калий является постоянным составным элементом всех клеток и тканей. В организме эти элементы содержатся в определенном соотношении и обеспечивают постоянство внутренней среды. В виде катиона К+ калий участвует в поддержании гомеостаза (ионное равновесие, осмотическое давление в жидкостях организма). Хлориды калия и натрия участвуют, будучи сильными электролитами, в генерации и проведении электрических импульсов в нервной и мышечной ткани. Таким образом калий участвует в поддержании электролитической активности мозга, функционировании нервной ткани, сокращении скелетных и сердечных мышц. Калий регулирует активность важнейших ферментов как K+-АТФ-аза, ацетилкиназа, пируватфосфокиназа. Терапевтическое значение калия связано с его раздражающим действием на слизистые оболочки и повышением тонуса гладких мышц (кишечник, матка),в силу чего его соединения используют в качестве слабительных средств. Калий вызывает расширение сосудов внутренних органов и сужение периферических сосудов, что способствует усилению мочеотделения. Калий замедляет ритм сердечных сокращений и, действуя аналогично блуждающему нерву, участвует в регулировании деятельности сердца. Приведем основные функции калия в организме: поддержание кислотно-щелочного равновесия;

обеспечение межклеточных контактов;

обеспечение биоэлектрической активности клеток;

поддержание нервно-мышечной возбудимости и проводимости;

участие в нервной регуляции сердечных сокращений;

поддержание водно-солевого баланса, осмотического давления;

роль катализатора при обмене углеводов и белков;

поддержание нормального уровня кровяного давления;

участие в обеспечении выделительной функции почек.