Калий (К) – роль в организме, применение, суточная потребность, источники

Калий (Kalium, К) – химический элемент, играющий важную роль в поддержании водного и кислотно-щелочного баланса в организме, а также осмотическое концентрации крови.

Основными функциями калия также являются – регулирование ритма сокращений сердечной мышцы, передача нервных импульсов между нейронами, регулятор обменных процессов. Для организма — калий является макроэлементом. В агропромышленном секторе соли калия являются неотъемлемым атрибутом удобрения земли, без которого урожайность может сокращаться в разы.

Калий (К) – роль в организме, применение, суточная потребность, источники

Из-за своей высокой химической активности в чистом виде, в природе, калий не встречается. Этот элемент можно найти в составе таких природных образованиях, как – полевые шпаты, слюда, каинит, сильвин, карналлит и другие. Ученые рассчитали, что в земной коре кларк калия составляет около 2,4%, что делает этот элемент 5м наиболее распространенным металлом на Земле и 7м по уровню содержания в земной коре. Наибольшая же концентрация К присутствует в морской воде – около 380 мг/л.

Наибольшие месторождения К находятся в России (г. Березники, г. Соликамск), Белоруссии (г. Солигорск) и Канаде.

История – краткая справка

Свое название калий получил от арабского слова «аль-кали» (القَلْيَه‎).

В XI веке одну из форм К (карбонат калия), или «поташ», использовали в качестве моющего средства. Добывали же его из золы, образованной при сжигании древесины и соломы. После обрабатывали водой, получая щёлок, фильтровали и выпаривали. Сухой остаток помимо карбоната, содержал в себе соду, хлорид (KCl) и сульфат калия (K2SO4). Подобное производство было известно и в XVII веке, из-за чего Петр I для сбережения леса запретил под страхом вечной ссылки использовать лес для сжигания. При этом, для изготовления поташа сжигали старую древесину, сучки и другое вторичное сырье.

Чистый калий в виде металла впервые выделил английский химик Гемфри Дэви (Humphry Davy), который сделал это с помощью проведения электролиза на ртутном катоде влажного едкого кали (KOH). При этом ученый получил амальгаму калия, очистив от ртути которую было получено чистый металл К. Полученное вещество сэр Г.Дэви назвал – «Потасий» (лат. Potasium), до сих пор используемое в английском, испанском, французском и других европейских языках. Данная работа была описана в Бейкеровской лекции, опубликованной 19 ноября 1807 г. Кстати, именно Г.Дэви получил в металлической форме и другие химические элементы – магний, кальций, натрий, барий, литий и стронций.
Примерно через год, в 1808 г, выделение К путем прокаливания KOH с углём получилось у других ученых — Л.Тенара и Гей-Люссака.
Современное название «Калий» (лат. Kalium, К) предложил использовать Л.В. Гильберт в 1809 г., которое вошло в обиход сперва в немецком языке, а после перекочевало в страны Северо-Восточной Европы, и как мы видим, победило среди большинства ученых.

Общие данные

Расположение в периодической таблице Д.И. Менделеева: в старой версии — IV период, IV ряд, I группа, в новой версии таблицы – 1 группа, 4 период.

  • Атомный номер – 19
  • Атомная масса – 39,0983
  • Электронная конфигурация – [Ar] 4s1
  • Температура плавления (°С) – 63,65, или 336,8К.
  • Температура кипения (°С) – 773,85, или 1047К.
  • CAS: 7440-09-7

Физико-химические свойства. Калий представляет собой очень легкий металл с серебристым отблеском в месте свежего среза. Однако, при контакте с кислородом он быстро окисляется (образуя пероксид и супероксид) и покрывается матовой «пленкой», а при длительном нахождении на открытом воздухе вообще способен полностью разрушится. Легкоплавкий, неплохо растворяется в ртути, образовывая амальгамы. Сильный восстановитель. При горении излучает пламя розово-фиолетового цвета. При контакте с водой – взрывается, также активно реагирует с кислотами. Хранить его необходимо под слоем нефтепродуктов (бензин, керосин) или силикона.

Формы калия

При соединении с такими элементами, как – Na, Bi, Sn, Tl и Pb образовывает интерметаллиды.

Биологическая роль и функции калия в организме

В организме человека и животных калий присутствует в виде солей. Количество данного элемента в организме составляет около 160-250 г, или примерно 0,23% от общего веса человека. При этом, львиная часть К присутствует именно в клетках, являясь основным внутриклеточным катионом.

Так, находясь в клетках организма, К, вместе с натрием (Na) регулирует содержание в них уровня воды, поддерживая водный баланс. Эта комбинация элементов также поддерживает постоянство электролитного и кислотно-щелочного баланса, предотвращая различные неблагоприятные реакции во внутренней среде. Если нарушается т.н. «калий-натриевого» баланса сразу же запускается процесс обезвоживания организма и ослабления деятельности мышц, нервной и сердечно-сосудистой системы.

Биологическая роль и функции калия в организме

Калий выполняет множество и других полезных функций, среди которых:

  • Хлориды К и Na обеспечивают передачу нервных импульсов между нейронами, тем самым поддерживая активность работы головного, контроль над организмом нервной системой, а также сократительную функцию мышечных тканей;
  • Принимает участие в накоплении организмом гликогена, являющегося основным источником энергии живых клеток;
  • Берет активное участие в обменных процессах (метаболизме белков и углеводов), активации и регулировании работы ряда ферментов – аденозинтрифосфата (АТФ), ацетилкиназы, пируватфосфокиназы и других;
  • Регулирует количество натрия в крови, не допуская его избыточного накопления, однако, перевес баланса в сторону К над Na также способен навредить;
  • Поддерживает в организме давление крови на должном уровне;
  • Обладает возможностью расширять кровеносные сосуды внутренних органов, а также сужать периферические сосуды, что приводит к повышенному мочевыделению и помогает справляться с отеками, при лечении асцита;
  • Предотвращая избыточному накоплению и оседанию на стенках кровеносных сосудов солей натрия, выполняет функцию противоатеросклеротического элемента, что соответственно предотвращает развитие ишемической болезни сердца, инфарктов, инсультов и тромбозов.
  • Поддерживает необходимый уровень в организме магния, способствуя поддержанию здоровья и нормального функционирования сердечной мышцы;
  • Повышает выносливость, помогает справляться с хроническим переутомлением.

При употреблении продуктов, богатых на соли К, этот элемент легко всасывается и усваивается организмом, а выводится из него преимущественно через почки, с мочевыделением.

Применение калия в других сферах человеческой жизни

    • На ряду с фосфором и азотом, калий является неотъемлемым биогенным элементом для удобрения почвы, без которых урожай может заметно уменьшится. Недостаток этого элемента во время роста растения делает листья блеклыми, быстро желтеющими и усыхающими, а также наблюдается повышенная уязвимость растения перед вредителями;
    • Широко применяется в гальванотехнике и атомных установках, в качестве теплоносителя;
    • Изготовление моющих средств, в т.ч. жидкого мыла
    • Изготовление хрусталя, оптического стекла;
    • В качестве добавки для лучших технических характеристик бетона и других строительных материалов, чтобы лучше переносили низкие температуры;
    • Входит в состав черного пороха;
    • В пищевой промышленности – пищевая добавка Е501;
  • Фтороборат К входит в состав флюса, используемого для пайки цветных металлов и стали;
  • Перманганат калия (марганцовка) используется в медицине в качестве антисептического средства для обработки ран, ожогов и других ситуациях.

Суточная потребность

Рекомендуемые суточные дозы калия в зависимости от пола и возраста:

  • Дети и подростки до 18 лет – 600-1700 мг, или в пропорции 20 мг на 1 кг массы тела;
  • Взрослые – 2500—3000 мг;
  • Во время беременности – до 3000—3500 мг.

Суточная доза калия повышается при обильных физических и умственных нагрузках, занятии спортом, пребывании в жарком климате, вплоть – до 5000 мг. Кроме того, дополнительная доза К назначается при стремительной потере телом жидкости – поносах, рвоте, прием мочегонных препаратов, чрезмерная потливость.

В США врачи рекомендуют рассчитывать суточную дозировку К лицам от 50 лет и старше в размере – 2000 мг + количество прожитых лет, например, в 60 лет эта доза будет составлять 2060 мг.

Нехватка калия — симптомы

Дефицит калия в организме (гипокалиемия) выражается следующими симптомами и состояниями:

  • Появление отеков, опасность развития асцита;
  • Слабость в мышцах, повышенная утомляемость, легкие головокружения и головные боли;
  • Расстройства со стороны нервной системы – тревожность, бессонница, снижение рефлекторной функции;
  • Нарушения в работе сердца, проявляющиеся аритмиями, пониженным артериальным давлением;
  • Длительная нехватка калия может привести к острой невралгии;
  • Развитие обезвоживания организма;
  • Повышенная сухость кожи, появление угрей (акне);
  • Повышенная сухость и ломкость волос;
  • Повышение уровня холестерина;
  • Плохая переносимость глюкозы;
  • Плохая свертываемость крови, из-за чего раны заживают дольше;
  • Расстройства в работе органов пищеварения с повышением уровня кислотности – тошнота, диарея, колики, опасность развития гастрита и язвы желудка.

Причины нехватки калия

  • Длительные жесткие диеты, голодовки;
  • Злоупотребление алкоголем, кофе, сахаром;
  • Недостаток в организме витамина В6;
  • Обезвоживание организма;
  • Прием слабительных и мочегонных средств;
  • Прием гормональных препаратов на основе кортизона;
  • Отравления, рвота;
  • Стрессы;
  • Усиленная физическая активность, занятие спортом.

Применение калия

Применение К зависит от его формы, но если говорить в общем, то с лечебной целью его целесообразно использовать в следующих случаях:

  • Полоскание горла слабым раствором перманганата калия (марганцовкой) показано при заболеваниях полости рта и горла – стоматиты, ангины, фарингиты;
  • Раствором марганцовки также обрабатываются открытые раны, ожоги, кожные язвы;
  • Средство для спринцевания и промывания при урологических и гинекологических заболеваниях – кольпитах, уретритах и других;
  • Для промывания желудка при отравлениях пищей, алкалоидами (никотин, морфин, алкоголь), фосфором, синильной кислотой, хинином и другие;
  • При укусах насекомыми – осой, пчелой и другими;
  • Бромид калия назначают в качестве противосудорожного и седативного средства;
  • Гипокалиемия – недостаток К в организме;
  • Гипогликемия – недостаточное количество глюкозы в крови;
  • Задержка жидкости в организме;
  • Лечение артериальной гипертензии (гипертонии);
  • Лечение стенокардии, сердечной недостаточности;
  • Восстановление после инфаркта миокарда;
  • Восстановление водно-солевого (электролитного) и кислотно-щелочного баланса после болезней и особых состояний, сопровождающихся большой потерей организмом жидкости.

Избыток калия

Избыток калия в организме (гиперкалиемия) также, как и нехватка этого элемента может вызвать ряд проблем со здоровьем, среди которых:

  • Нарушения обменных процессов;
  • Развитие воспалительных заболеваний почек (нефриты), желудочно-кишечного тракта (гастриты, язвы), вплоть до формирования очагов некроза (отмирания тканей);
  • Повышение в крови уровня инсулина, увеличенная предрасположенность к сахарному диабету, изменение гормонального фона;
  • Повышенная возбудимость, тревожность, раздражительность, развитие вегето-сосудистой дистонии (ВСД);
  • Анемия, бледность кожи;
  • Аритмии, повышенная потливость;
  • Учащенное мочеиспускание;
  • Онемение конечностей;
  • Концентрация К до 0,06% и выше вызывает парезы и параличи мышц;
  • Концентрация К до 0,1% и выше приводит к параличу и остановке сердца, и соответственно – летальному исходу.

Причины переизбытка калия

  • Ацидоз – резкое нарушение кислотно-щелочного баланса в организме в сторону повышения кислотности;
  • Длительный прием калийсодержащих лекарственных препаратов.

Источники калия

В каких продуктах содержится фосфор больше всего?

Источники калия - в продуктах и препаратах

Растительные и животные источники (мг на 100 г): чай (2480), курага (1800), кофе в зернах (1600), какао в порошке (1600), отруби пшеничные (1160), фасоль (1100), морская капуста (970), горох (873), чернослив (864), изюм (860), тыквенные семечки (800), петрушка (760), лосось (750), миндаль (748), фундук (717), семечки подсолнечника (710), чечевица (672), арахис (658), арбуз (650), кедровые орехи (628), горчица (608), картофель (568), отруби овсяные (560), кешью (553), шампиньоны (530), грецкий орех (474), грибы белые (450), грибы лисички (450), авокадо (450), бананы (400), крупа гречневая ядрица (380), капуста брюссельская (370), крупа овсяная (362), персики (360), ананас (320), чеснок (260), лук зеленый (260), пшено (210), морковь (200), грейпфрут (200), апельсины (200), крупа перловая (172), яйца куриные (140), дыня (120), рис (100).

Химические источники (Р): «Аспаркам», «Панагин», витаминно-минеральные комплексы «Витрум», пищевая добавка Е501.

Синтез в организме: — .

Взаимодействие калия с другими веществами

  • Избыточное количество в организме натрия (Na), таллия (Tl), цезия (Cs) и рубидия (Rb) могут вытеснять К из тканей;
  • Недостаток К и Na в организме приводят к избыточному накоплению в нем лития (Li).
  • Прием витамина В6 способствует лучшему всасыванию К;
  • Дефицит Mg способствует уменьшению усвояемости К;
  • При контакте К с водой происходит самовоспламенение и взрыв.

Видео

Обсудить К и другие минералы на форуме…

Добавить комментарий