鉀離子

鉀離子是由鉀原子失去最外層的一個電子得到的離子，顯正1價，書寫為K+。鉀鹽溶於水或熔融也可以得到鉀離子。鉀離子原子核外達到穩定結構為8個電子。

基本介紹

• 中文名：鉀離子
• 英文名：potassium ion
• 化學式：K+
• 套用：化學作用

性質

鉀離子在溶液中無氧化性，在熔融狀態下顯極弱的氧化性，一般不與其它離子反應。

但高氯酸根離子可以與鉀離子結合成微溶的高氯酸鉀沉澱，鉀離子其它沉澱有酒石酸氫鉀、六氯鉑酸鉀、鈷亞硝酸鈉鉀、四苯硼酸鉀等。

鉀離子的焰色反應為紫色，需透過藍色鈷玻璃（防止Na⁺的干擾）看到，在溶液中鉀離子為無色。

生理功能

動物體內的作用

鉀離子是細胞內液的主要陽離子，體內98%的鉀存在於細胞內。心肌和神經肌肉都需要有相對恆定的鉀離子濃度來維持正常的應激性。血清鉀過高時，對心肌有抑制作用，可使心跳在舒張期停止，血清鉀過低能使心肌興奮，可使心跳在收縮期停止。血鉀對神經肌肉的作用與心肌相反。正常情況下，日常飲食中的鉀含量足以滿足機體的需要，不會出現缺鉀。鉀由腸道吸收後，約有30%由腎臟排泄，腎臟對鉀的排泄沒有限制，即使機體處於缺鉀狀態，腎臟仍繼續排鉀。

(1)血清鉀>5·5mmol/L為高血鉀，見於:

①鉀排出減少，如腎功能衰竭少尿期，長期口服安體舒通、氨苯喋啶等利尿劑，腎小管排鉀功能缺陷，腎上腺皮質機能減退，尿毒症。

②細胞內鉀外移，如擠壓傷、溶血等。

(2)血清鉀<3·5mmol/L為低血鉀症，見於:

①鉀丟失過多，如嚴重腹瀉、嘔吐、腎上腺皮質功能亢進、鋇鹽中毒，套用排鉀利尿劑。

②鉀分布異常，如低鉀性周期麻痹在發作時血清鉀下降，可低至2·5mmol/L，但在發作間歇期血清鉀可正常。

植物體內的作用

K⁺是植物細胞中含量最豐富的陽離子之一,對生物體具有重要的生理功能。土壤中增施鉀肥能顯著影響樹體的生長,增加植物組織中K+ 含量,對生長的影響係數為0. 709 ,對樹體整體影響係數為0. 56。

K⁺ 能促進細胞內酶的活性。細胞內有50 多種酶或完全依賴於K⁺ ,或受K⁺ 的激活,如丙酮酸激酶、谷胺合成酶、62磷酸果糖激酶等都能被K⁺ 激活。

K⁺ 對酶的激活同其他一價陽離子一樣都是通過誘導酶構象的改變,使酶得以活化,從而提高催化反應的速率,在某些情況下K⁺ 能增加酶對底物的親和力,K⁺ 對膜結合ATP酶也有激活作用,K⁺ 可能參與tRNA 與核糖體結合過程中的幾個步驟,參與蛋白質的合成。

K⁺ 在細胞內外不同濃度的分布是形成細胞跨膜電勢的一個重要原因。作為植物細胞中最豐富的陽離子,K⁺ 是平衡負電荷的主要陽離子因而對陰離子(如NO₃^- 、蘋果酸根等)的長距離運輸也十分重要。

K⁺ 能調節植物體的許多生理功能,如增強植物光合作用,增強植株體內物質合成和轉運,提高能量代謝等。在非鹽生植物中,K⁺ 在細胞的滲透調節中起著重要作用,如氣孔保衛細胞中的K⁺ 與相伴隨的陰離子濃度變化是引起氣孔運動的主要原因

施鉀有利於植物體內與酚類物質代謝相關的酶的活性保持在較高水平,增加酚類物質含量,降低一些病害的發生，可促進碳代謝,提高植物組織含糖量 。

研究表明鉀有利於提高小麥莖稈中果聚糖、蔗糖、果糖和葡萄糖在灌漿期間的積累,促進灌漿後期果聚糖的降解及蔗糖、果糖和葡萄糖的輸出。

鉀對甜玉米和甘蔗莖稈含糖量影響較大,在一定鉀量範圍內,莖稈含糖量隨施鉀量的增加而增加,而過度施鉀會降低莖稈含糖量,導致糖代謝失調。

Li 等研究發現施用氮磷鉀可以增加旗葉中蔗糖的積累和麥粒中澱粉的積累,N 和K營養在旗葉中能增加糖含量。

N、P、K營養能增加旗葉中蔗糖合成酶活性,N、P、K營養增加了麥粒的糖和澱粉含量,而且K營養的效果最為明顯,P營養增加了多糖的積累,K營養提高了麥粒的多糖膠質

用途

農業

鉀離子是一種重要的農業肥料,可以做為鉀肥,不僅如此,鉀還做為組成人體的大量元素.是人體中要的組成成分.是絕大多數生物體必不可少的一種元素。

食品

日常食物中含有豐富的鉀元素。海藻類食品一般含鉀較多，例如，100克紫菜含鉀1640毫克，是含鈉量的17.5倍；海帶含鉀是鈉的2.2倍；羊棲菜含鉀量是鈉的3.1倍。因此，紫菜湯、紫菜蒸魚、紫菜肉丸、拌海帶絲、海帶燉肉等，應當是夏季菜餚的上品。此外，菠菜、莧菜、香菜、油菜、甘藍、芹菜、大蔥、青蒜、萵筍、土豆、山藥、鮮豌豆、毛豆以及大豆及其製品也含鉀較高；糧食以蕎麥麵、紅薯含鉀量較高；水果以香蕉含鉀最豐富。