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カリウム
K 19

カリウム Potassium

カリウム(かりうむ)は化学元素であり、元素記号 K、原子番号 19 である。柔らかい銀白色のアルカリ金属で反応性が極めて強く、水面上で自発的に燃焼し紫色の火炎を発する。地殻の第 8 位の豊富さであり、同時に人体内で最も主要な細胞内電解質——カリウムイオンは神経伝達、筋収縮、細胞浸透圧の維持に中心的役割を果たしている。工業的には最大の用途が肥料であり——塩化カリウムは NPK 複合肥料中のカリ肥料の主要な供給源である。

アルカリ金属 銀灰色
原子番号 19Z
原子量 39.098u
価電子 1
電子配置 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1
密度
0.86g/cm³
融点
64°C
地殻存在量
20900.0ppm
年間生産量
リサイクル率
0%(極めて低いリサイクル率(<1%);主に肥料として使用

なぜ使われるか

カリウムは地球の地殻で8番目に豊富な元素であり、植物と動物の生命に必須の主要栄養素である。そのイオンは神経細胞と筋肉細胞の電気活性(心機能に極めて重要)を調節し、一方でカリウム肥料——特に塩化カリウム——は世界の農業収量を支えている。

用途

Fertilizers
85%
Chemical & industrial
15%

用途の詳細単体と化合物の用途

元素単体の主な用途

カリウムはナトリウムよりもさらに反応性の高いアルカリ金属で、ナイフで切れるほど柔らかい。金属そのものは日常生活で直接使われることはほとんどなく、その価値はほぼ完全に化合物と農業用カリ肥料にある。実験室では、金属カリウムは強力な還元剤・乾燥剤で、ある種の不活性有機溶媒の乾燥や、ナトリウムカリウム合金の調製によく使われる。ナトリウムカリウム合金は室温で液体で熱伝導が良く、かつて原子炉や一部の高速遠心分離装置の熱媒体として使われた。光電子工学や特殊ランプでは、カリウム–ルビジウムランプやカリウム放電ランプが、特定の分光分析や精密光学機器に用いられる。はるかに重要なのは、カリウムが植物に必須の三大多量栄養素のひとつであり、世界のカリ資源の大部分がカリ肥料として農業に入り、穀物の高位・安定生産を支えている。金属カリウムは水と激しく反応し、可燃性・爆発性があり、保管・輸送が極めて危険なため、工業的に大量備蓄されることはない。必要な場合は、現地で造るか、厳重な防護のもと少量ずつ取り扱われる。

主な化合物とその用途

塩化カリウム(KCl)は主要なカリ肥料で、直接圃場に施用されてカリを補給し、作物の茎の肥大化と耐病性・耐倒伏性を促進する。他のカリ塩や水酸化カリウムの原料でもある。水酸化カリウム(KOH)は俗称「苛性カリ」で、強アルカリ性であり、カリウム系石けん、アルカリ電池電解液、皮革加工、化粧品に用いられる。硝酸カリウム(KNO3)は強力な酸化剤であり、歴史的に黒色火薬の三成分のひとつであった。現在はマッチ、花火、金属熱処理、食肉の塩漬けのほか、養液栽培や農業肥料の窒素・カリ供給源として使われる。炭酸カリウム(K2CO3)は俗称「ポタッシュ」で、ガラスや琺瑯のフラックス、石けん製造、繊維捺染、食品のpH調整に使われ、カリガラスの原料でもある。世界のカリ資源は、カナダ・ロシア・ベラルーシの可溶性カリ鉱床に強く集中しており、採掘後は主に塩化カリウムとして世界中に販売され、窒素肥料・リン酸肥料と並ぶ農業三大鉱物肥料のひとつとなっている。

元素小史

1807年にハンフリー・デイヴィーが溶融した水酸化カリウムの電気分解により単離した——この方法で得られた最初の金属であり、ナトリウム、カルシウム、マグネシウムの単離より数ヶ月先行する。カリウムの極端な反応性は単離を困難にした——水に接触すると発火する。

関連元素

Li · リチウム Na · ナトリウム Rb · ルビジウム Cs · セシウム Fr · フランシウム

よくある質問ロングテールQ&A・データ駆動

カリウムの融点は何度ですか?
64 °C
カリウムの沸点は何度ですか?
759 °C
カリウムの密度はどのくらいですか?
0.86 g/cm³
カリウムの原子番号と分類は何ですか?
19 · アルカリ金属
カリウムは主にどの鉱物から採取されますか?
シルビン
カリウムは主に何に使われますか?
カリウムは地球の地殻で8番目に豊富な元素であり、植物と動物の生命に必須の主要栄養素である。そのイオンは神経細胞と筋肉細胞の電気活性(心機能に極めて重要)を調節し、一方でカリウム肥料——特に塩化カリウム——は世界の農業収量を支えている。
カリウムは誰がいつ発見しましたか?
ハンフリー・デイヴィ · 1807