钾（Kalium），碱金属元素，位于元素周期表的第四周期IA族，化学符号为K，原子量是39.0983， 原子 序数为19，是一种银白色软质金属固体。 钾元素在地球上广泛存在，是人体中不可缺少的常量化学元素之一，它主要分布在人体的肌肉、皮肤和其它组织器官中对人体生命健康有重要意义。另外，钾也是农业中重要的肥料之一，是植物营养所必需的元素之一。 并且，钾的 化学性质 活泼，不可能以单质的形式存在于自然界，只能以盐或共生物的形式存在。并且钾的化合物在自然界中分布较广，分布在海洋、地壳、人体之中，具有重要的生物活性， 在制造电子管时，可用来吸收真空管内剩余的氧气与水汽，也可以用作冶金、无机合成和有机合成中的还原剂。 钾的盐类化合物用途非常广泛，钾盐可以用于制造化肥及肥皂。
发现历史
钾碱从草木灰的浸出液中可以得到，古代人类将草木灰放入水中搅拌，将溶有钾碱的 水溶液 注入一口大锅中蒸发至干，剩下的残渣形成粉末状物质，该物质在英语中称为Potash，其意思是由pot(意为“锅”)和ash(意为“灰”)合起来形成的，可译作为“锅灰”，汉语一般译作“钾碱”。18世纪，化学家们发现植物碱（K₂CO₃、碳酸钾，从地层的沉淀物中获得）和矿物碱（Na₂CO₃、碳酸钠，从燃烧木材的灰烬中获得）是两种不同的物质。人们在发现了这个差别之后，才分清了钾和钠之间的区别。
1807年，汉弗里·戴维电解熔融氢氧化钾发现有金属小球形成，分离出了钾。他 电解 熔融氢氧化钾时得到了带金属光泽的小球，其中一些形成后马上燃烧爆炸。由于钾出现在钾碱中，所以戴维赋予它一个具有阿拉丁发音的名称：Potassium（钾），意思是含在植物灰中。而德国人也从同一种物质的阿拉伯名称，派生出一个具有阿拉丁发音的名称来称呼这种新金属，那就是Kalium，因此钾的元素符号是K。即使在称它为potassium那些国家中，也同样使用K这个符号。
分布情况
钾是太阳系和地球的重要组成元素之一，在地球海水和地壳中，在其丰度在所有元素中排在第8位 。钾在海水是常量元素，以钾离子的形式存在，浓度为0.39 g/L，约为钠的浓度的1/27。钾在地壳中的含量为2.47%，占第七位。 世界钾盐储量的56.98%高度集中于加拿大、俄罗斯和白俄罗斯。全球钾盐资源十分丰富，以 钾石盐 和光卤石种类居多 各种矿物中基本上都含有钾，比如重要的矿物有钾长石K[AlSi₃O₈]，光卤石 氯化钾 ·MgCl₂·6H₂O，钾盐镁矾KCl·MgSO₄·3H₂O等。
钾是重要的亲生命元素，生命体中普遍富含钾元素，在植物 细胞 中，钾离子是其生长发育必需的矿质元素。同样的，钾离子也是人体重要的 无机盐 离子，正常人体内约含钾175 克，其中98%的钾储存于细胞液内，细胞中约含0.1 摩尔 /升钾离子。 成人每日钾的最小需要量为200毫克。含钾丰富的食物包括 乳制品 、蔬菜、瘦肉、内脏、香蕉、 葡萄干 等，含量较高的有马铃薯， 番薯 。另外， 苹果 、 梅果 、西瓜、菠萝、 哈密瓜 、香蕉和 柑橘 含有丰富的钾。
理化性质
物理性质
钾是无嗅无味、硬度较小且比钠稍硬的银白色固体，有良好的导电性、导热性和 延展性 ，且密度小于水。 钾的 基态 电子 构型为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹，根据该构型，钾原子只有一个 价电子 且 原子半径 较大，所以 金属键 较弱，熔 沸点 较低。由77.2%的钾和22.8%的钠组成的合金熔点仅为-16.4℃（即256.75K），常温下为液态。由于该合金有较高的热容，它们所形成的合金可用作 核反应堆 的 冷却剂 。
化学性质
常温下，钾的化学反应活泼，可以与 电负性 较高的 非金属元素 反应，可以和 氧气 还有水反应，具有 可燃性 与还原性。
钾与卤素的反应
钾与 氯 反应，剧烈燃烧，发出白光，生成白色固体
钾与氧气的反应
钾在空气中燃烧，主要生成 超氧化物 KO₂,KO₂为橙黄色 ：
钾与水反应
钾与水迅速反应。生成氢氧化钾（KOH）的无色碱性溶液和氢气。因为氢氧化钾的溶解，所得的溶液是碱性的。反应是放热的。在反应过程中，金属钾会变得很热，以至于会导致火灾，并以特征的淡紫色火焰燃烧。金属钾在水中迅速熔化成一小球,四处游动,发出嘶嘶的响声 ：
化合物
钾的化学性质活泼，在自然界中以化合物的形式存在。钾的化合物主要是 氧化物 、 氢氧化物 、盐。
其中钾的氧化物主要是氧化物K₂O(淡黄色）、超氧化物KO₂（红色）、 臭氧化物 KO₃（橘红色，不稳定）。
钾的氢氧化物： 氢氧化钾 ，性质和 氢氧化钠 很相似， 强碱 具有强烈腐蚀性，能腐蚀衣服、玻璃、陶瓷以及极为稳定的金属铂，并能严重烧伤皮肤，尤其是眼睛的角膜。
钾的盐类化合物：常见的有 卤化物 、 硫酸盐 、 碳酸根 。 氯化钾 是制取其他钾化合物的基本原料，也用来制取金属钾。 电解 KCl 水溶液 可以得到 KOH 。根据在热水中 NaCl 的 溶解度 较小，利用KCl和NaNO₃溶液使二者之间进行离子交换反应可得到KNO₃，KNO₃是重要的 氧化剂 ，可用来制造 发射药 。大量的KCl和K₂SO₄用作肥料。
同位素
已知的钾 同位素 有28种，其中3种是天然存在的: ³⁹K(93.3%) ⁴ºK(0.0117%)和⁴¹K(6.7%) 。( 括号 内表示 丰度 ）
自然产生的⁴ºK的 半衰期 为1.250×10⁹年，其分支衰变产物是⁴ºCa(89.25%)和⁴ºAr(11.55%)。⁴ºK-⁴ºCa-⁴ºAr系统（包括钾- 法、氩-氩法等方法）在放射性定年上具有广泛的应用。 另外，钾同位素在 风化作用 研究和养分循环研究中被用作 示踪剂 ，因为钾是生命所必需的 宏量营养素 ⁴ºK存在于天然钾中(因此也存在于一些商业盐 替代品 中)，数量足够大，以至于这些替代品可以用作课堂演示的 放射源 。⁴ºK是人体内含量最大的 放射性同位素 。在健康的动物和人类中，⁴ºK是最大的放射性来源，甚至高于¹⁴C。
生理作用
人体
钾在身体内有在 细胞 的 新陈代谢 中起重要作用；帮助维持 渗透压 和酸碱平衡的作用；对维护心脏的正常功能有重要作用，对所有 活细胞 的功能都至关重要。人体缺钾或钾过量都对健康有影响，比如饮食中缺乏钾元素的摄入是导致 高血压 的重要因素之一。
细胞新陈代谢
机体内糖、 蛋白质 和能量代谢都必须有钾参加才能进行。钾在细胞内与氮的正常比值是2.7~3：1；磷酸 腺 系统（ atp ADP ）能量释放过程也需有一定量的钾存在；钾在细胞内保持一定的浓度可保证细胞内酶的正常功能；细胞外钾的浓度与 钠泵 活动关系非常密切，细胞外钾浓度增高时可将Na⁻,K ⁺- atp 酶激活，并在它 磷酸化 (E₂-P)过程中结合细胞外钾，将钾带入细胞内。
维持细胞内外液渗透压和酸碱平衡
钾是 细胞内液 中主要 阳离子 ，全身约95%~97%的钾存在于细胞内液，细胞内外钾的比例是25~35:1。所以钾在保持细胞电活动、恒定细胞内外渗透压起着重要的作用。人体酸碱平衡依赖血液中 缓冲物质 和肺肾的调节作用，肾脏对钾的排留也是这些调节作用的一部分。排钾量的多少取决于血钾浓度高低和血液中pH值的高低。当体内代谢使血液pH升高时，钾则从肾脏多量排出，血钾也向细胞内转移，从细胞内置换钠、氢入血，使pH值下降；当血液pH值下降时，钾发生与上述相反的变化，从细胞内入血，肾脏排钾也减少使血液pH值得以回升。
维持心肌功能的协调
高浓度钾对这些特性抑制，低浓度钾则使心肌 细胞 兴奋性 增高，两种情况都会引起心率失常。心肌收缩过程中， 肌动蛋白 、肌球蛋白和 atp 结合前，钾从细胞内适量移出，使细胞内钙量增加，在心肌收缩后钾又从细胞外移入细胞内。所以正常的钾量也是心肌正常收缩功能的必要条件。
钾代谢异常引起的疾病
钾代谢障碍主要有 低钾血症 、 高钾血症 、钾在体内分布失调的发作性麻痹等症状。当人体血钾浓度在3.5 mmol/L以下时则低血钾，因低血钾或缺钾引起的病为低钾 血病 。而体内总钾量增多称钾过多， 血清 钾离子浓度超过5.5 mmol/L时血钾高，因血钾增高引起的是高钾血病。当 钾离子 在体内分布异常的钾离子代谢异常引起的病是低血钾型发作性麻痹，其主要临床特点是神经肌肉 兴奋性 、传导性发生障碍。
植物
钾离子主要存在于植物汁液之中，其主要功能与植物的 新陈代谢 有关。钾能够促进 光合作用 ；能明显地提高植物对氮的吸收和利用；有助于作物的抗逆性，增强 细胞 对环境条件的调节作用；促进植株 茎秆 健壮，改善果实品质，增强植株抗寒能力。
制备方法
可直接从矿物中提取。
工业上采用金属置换法，在850 °C以上用 钠 还原 氯化钾 得到金属钾:
由于钾的 沸点 比钠的沸点低，钾比钠更容易 汽化 。随着钾蒸汽的不断逸出，平衡不断向右移动，可以得到含少量钠的金属钾，再经过 蒸馏 可得到纯度为99%~99.99%钾。
另外，还可以用热还原法，用碳将 碳酸钾 中的钾还原成金属钾：
还可以用 电解 法，一般用电解 氢氧化钾 的方法制取
应用领域
肥料
钾离子 是植物营养的重要组成成分，因此含钾的盐类化合物是农业、 园艺 、水培栽培肥料的重要部分。 氯化钾 是世界上最主要的 钾肥 品种，约占全球钾肥销售总量的95%以上，其中50%直接施用，其余主要用来制造混合肥料。 氯化钾 可作基肥和追肥施用，少数对氯敏感的作物一般不宜施用，氯化钾一般也不用作根处追肥。 硫酸钾 可直接施用，也可用作复混肥料的配料，可以用作基肥、追肥、种肥和根外追肥等均可，作根外追肥的浓度为2%~3%，适用于各种土壤，但是酸性土壤长期施用硫酸钾容易导致土地酸化。 硝酸钾 是一种不含氯的氮钾二元化成复合肥料，宜作追肥、浸种肥和根外追肥，不宜作基肥。
医疗
氯化钾 在医学上主要作为补钾制剂，用作治疗和预防 低血钾 的药物，氯化钾注射液和氯化钾片可以通过静脉缓慢注射或口服给药。
食品添加剂
许多钾的化合物可用作食品添加剂。食品添加剂 酒石酸钾钠 是 泡打粉 的主要成分。 山梨酸钾 被用作食品 防腐剂 ，在面制品、 酱菜 、罐头、 乳制品 中允许使用的浓度为 0.02%～0.1%。 苯甲酸钠 被用作食品防腐剂，例如在 碳酸饮料 和酒制造中。
工业
工业主要的钾 物质 有 氢氧化钾 、 碳酸钾 、 硫酸钾 和 氯化钾 。氢氧化钾( 氢氧化钾 )是一种 强碱 ，在工业上用于中和 强酸 和 弱酸 ，控制pH值和制造 钾盐 。 硝酸钾 (KNO₃)或 硝石 是 发射药 中的 氧化剂 。 氰化钾 ( KCN )在工业上被用于溶解铜和贵金属，特别是银和金，通过形成 配位化合物 。它的应用包括 金矿开采 、 电镀 和这些金属的电铸;它也被用于 有机合成 ，以制造 。 碳酸钾 (K₂CO₃)用于制造 玻璃 、肥皂、彩电管、荧光灯、 纺织 染料 和颜料。 高锰酸钾 (KMnO₄)是一种氧化、漂白和净化物质，用于生产 糖精 。 溴化钾 (KBr)以前被用作镇静剂和 摄影 。 碘化钾 用于感光乳剂和彩色照片媒 染剂 的配制，用于制备甲状腺肿防治剂。
安全事宜
存储与运输
金属钾属于一级危险物品，储存及运输时需依照国家标准采用专门的包装与储运方式。钾 化学性质 活泼，极易氧化为自燃物品，在储存过程中，钾会形成 过氧化物 和超氧化物。这些过氧化物可能与 有机化合物 如油发生剧烈反应。过氧化物和超氧化物都可能与金属钾发生爆炸反应。而且钾又会和水发生反应，所以需隔绝空气储存，通常储存在无水 矿物油 或 煤油 中。在储存和运输时，应注意保持库房通风低温干燥，并与氧化剂分开存放。钾在油中储存的时间不应超过6个月，除非是在惰性(无氧)气氛中，或在真空中。在空气中长期储存后，过氧化物会在金属上和容器盖下形成，并在打开时爆炸。
消防安全
由金属钾引起的火灾，要用 碳酸钠 干粉进行灭火。