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{{About/ja|化学元素|医薬品としてのカリウムの使用|Potassium chloride (medical use)/ja|生物学におけるカリウムの利用|Potassium in biology/ja}}

'''カリウム'''は[[chemical element/ja|化学元素]]の一つであり、[[Symbol (chemistry)/ja|記号]]は'''K'''（[[:en:Neo-Latin|新ラテン語]]{{lang|la|kalium}}から）、[[atomic number/ja|原子番号]]{{nbsp}}は19である。銀白色の金属で、ナイフで簡単に切れるほど柔らかい。金属カリウムは大気中の[[oxygen/ja|酸素]]と急速に反応し、わずか数秒の暴露で薄片状の白い[[potassium peroxide/ja|過酸化カリウム]]を形成する。カリウムは植物の灰である[[potash/ja|カリ]]から初めて単離された。[[periodic table/ja|周期表]]では、カリウムは[[alkali metal/ja|アルカリ金属]]の1つであり、すべての金属は外側の電子殻に1個の[[valence electron/ja|価電子]]を持ち、この価電子は容易に除去されて[[cation/ja|正電荷を持つイオン]]（[[anion/ja|陰イオン]]と結合して[[salts/ja|塩]]を形成する）を作る。自然界では、カリウムはイオン塩でのみ存在する。元素のカリウムは水と激しく反応し、反応で放出される[[hydrogen/ja|水素]]に引火するのに十分な熱を発生し、[[:en:lilac|薄紫色]]の[[:en:flame color|色のついた炎]]で燃焼する。カリウムは[[:en:granite|花崗岩]]や他の[[:en:igneous rock|火成岩]]の一般的な成分である[[:en:orthoclase|斜長石]]など、多くの[[mineral/ja|鉱物]]に含まれている。

カリウムは[[sodium/ja|ナトリウム]]と化学的に非常によく似ている。周期表の[[Group (periodic table)/ja|1族]]の前の元素である。両者は最初の[[ionization energy/ja|イオン化エネルギー]]が似ており、各原子が唯一の外側の電子を手放すことができる。1702年に初めて、それらは同じ陰イオンと結合して類似の塩を作る別個の元素であることが示唆され、1807年に元素カリウムが初めて[[electrolysis/ja|電気分解]]によって単離されたときに実証された。天然に存在するカリウムは3つの[[isotope/ja|同位体]]から構成されており、そのうち[[potassium-40|{{chem|40|K}}]]は[[radioactive/ja|放射性]]である。{{chem|40|K}}の痕跡はすべてのカリウムに含まれており、人体で最も一般的な[[radioisotope/ja|放射性同位体]]である。

カリウムイオンは、すべての生きた細胞の機能に不可欠である。神経細胞膜を介したカリウムイオンの移動は、正常な神経伝達に必要である。カリウムの欠乏と過剰はそれぞれ、心臓のリズム異常や様々な[[electrocardiographic/ja|心電図]]異常など、多くの徴候や症状を引き起こす。新鮮な果物や野菜は、カリウムのよい食事源である。身体は、カリウムを細胞外から細胞内に移動させ、腎臓からのカリウム排泄を増加させることによって、[[serum (blood)/ja|血清]]カリウム濃度を上昇させる食事性カリウムの流入に反応する。

カリウムの工業的用途のほとんどは、[[:en:saltwater soap|塩水石鹸]]のような水に対するカリウム化合物の高い[[solubility/ja|溶解性]]を利用したものである。農作物の大量生産は土壌のカリウムを急速に枯渇させるが、これはカリウムを含む農業用肥料で改善することができ、世界のカリウム化学生産の95％を占めている。

==語源{{Anchor|Etymology}}==

カリウムの英語名は''[[:en:potash|potash]]''という語に由来する。これは、様々なカリウム塩を抽出する初期の方法を指しており、'''pot''に灰(ash)を入れ、水を加えて加熱し、溶液を蒸発させるというものである。1807年に[[:en:Humphry Davy|ハンフリー・デイヴィー]]が初めて[[electrolysis/ja|電気分解]]を用いて純粋な元素を単離したとき、彼はそれを''potash''という語に由来する''potassium''と命名した。

記号''K''は''kali''に由来し、語源は''[[alkali/ja|アルカリ(alkali)]]''であり、''alkali''は{{lang-ar|القَلْيَه}}「植物の灰」に由来する。1797年、ドイツの化学者[[:en:Martin Heinrich Klaproth|マルティン・クラプロス]]が鉱物[[leucite/ja|リューサイト]]と[[lepidolite/ja|レピドライト]]の中に「kali」を発見し、「kali」は植物の成長の産物ではなく、実際には新しい元素を含んでいることに気づき、それを''kali''と呼ぶことを提案した。1807年、ハンフリー・デイヴィは電気分解によってこの元素を生成した。1809年、[[:en:Ludwig Wilhelm Gilbert|ルートヴィヒ・ヴィルヘルム・ジルベルト]]はデイヴィの「カリウム」に''Kalium''という名称を提案した。1814年、スウェーデンの化学者[[:en:Jöns Jacob Berzelius|ヨンス・ヤコブ・ベルゼリウス]]は化学記号''K''でカリウムを''kalium''と呼ぶことを提唱した。

英語圏とフランス語圏ではデイヴィとフランスの化学者[[:en:Joseph Louis Gay-Lussac|ジョセフ・ルイ・ゲイ＝リュサック]]と[[:en:Louis Jacques Thénard|ルイ・ジャック・テナール]]が好んだ''カリウム''という名称が採用され、他のゲルマン諸国ではギルバートとクラプロスの''カリウム''という名称が採用された。[[:en:International Union of Pure and Applied Chemistry|国際純正・応用化学連合]]の「ゴールドブック」では、公式の化学記号を'''K'''と定めている。

==特性{{Anchor|Properties}}==

===物理的===

[[File:FlammenfärbungK.png|thumb|upright=0.5|カリウムの[[flame test/ja|火炎試験]]]]

カリウムは[[lithium/ja|リチウム]]に次いで密度の低い金属である。[[melting point/ja|融点]]が低く柔らかい固体であり、ナイフで簡単に切ることができる。カリウムの外観は銀色であるが、空気に触れるとすぐに灰色に変色し始める。[[flame test/ja|火炎試験]]では、カリウムとその化合物は766.5ナノメートルに発光ピーク波長を持つ[[:en:Lilac (color)|ライラック色]]を発する。

中性のカリウム原子は19個の電子を持ち、[[noble gas/ja|希ガス]][[argon/ja|アルゴン]]の配置よりも1個多い。最初の[[ionization energy/ja|イオン化エネルギー]]が418.8{{nbsp}}kJ/molと低いため、カリウム原子は最後の電子を失って正電荷を帯びる可能性が高いが、負電荷を帯びた[[alkalide/ja|アルカリド]]{{chem2|K-}}イオンも不可能ではない。対照的に、第二イオン化エネルギーは非常に高い（3052{{nbsp}}kJ/mol）。

===化学的===

===化合物===

[[Image:potassium-superoxide-unit-cell-3D-ionic.png|thumb|left|upright|固体スーパーオキシドカリウム（{{chem2|KO2}}）の構造]]

[[potassium oxide/ja|酸化カリウム]]（{{chem2|K2O}}）、過酸化カリウム（{{chem2|K2O2}}）、過酸化カリウム（{{chem2|KO2}}）、オゾン化カリウム（{{chem2|KO3}}）である。カリウムと酸素の二元化合物は、水と反応してKOHを形成する。

KOHは[[strong base/ja|強塩基]]である。その[[hydrophilic/ja|親水性]]を示すように、1.21[[:en:kilogram|kg]]ものKOHが1リットルの水に溶けることがある。無水KOHに遭遇することは稀である。KOHは[[carbon dioxide/ja|二酸化炭素]]（{{chem2|CO2}}）と容易に反応して[[potassium carbonate/ja|炭酸カリウム]]（{{chem2|K2CO3}}）を生成し、原理的には空気中のガスの痕跡を除去するために使用することができる。密接に関連する[[sodium hydroxide/ja|水酸化ナトリウム]]と同様に、KOHは[[fat/ja|脂肪]]と反応して[[:en:soap|石鹸]]を生成する。

一般に、カリウム化合物はイオン性であり、{{chem2|K+}}イオンの水和エネルギーが高いため、優れた水溶性を持つ。水溶液中の主な種は[[Metal aquo complex/ja|アクオ錯体]]である。{{chem2|[K(H2O)_{''n''}]+}}で、''n''=6と7である。

[[Potassium heptafluorotantalate/ja|ヘプタフルオロタンタル酸カリウム]]（{{chem2|K2[TaF7]}}）は、[[niobium/ja|ニオブ]]の難分解性汚染物質から[[tantalum/ja|タンタル]]を精製する際の中間体である。

[[Organopotassium compound/ja|有機カリウム化合物]]はカリウムの非イオン性化合物を示す。それらは高度に[[chemical polarity/ja|極性]][[covalent/ja|共有結合]]を特徴とする。K-C結合を持つ。例えば、[[benzyl potassium/ja|ベンジルカリウム]]{{chem2|KCH2C6H5}}がある。カリウムの[[Intercalation (chemistry)/ja|インターカレート]]は[[graphite/ja|グラファイト]]中に挿入され、{{chem2|KC8}}を含む様々な[[graphite intercalation compounds/ja|グラファイトインターカレーション化合物]]を与える。

===同位体===

カリウムの[[isotope/ja|同位体]]は25種類知られているが、そのうち3種類は天然に存在する： {{chem|39|K}}(93.3%)、{{chem|40|K}}(0.0117%)、{{chem|41|K}}(6.7%)（モル分率）である。天然に存在する[[potassium-40/ja|{{chem|40|K}}]]の[[half-life/ja|半減期]]は{{val|1.250e9}}年である。[[electron capture/ja|電子捕獲]]または[[positron emission/ja|陽電子放出]]（11.2%）によって安定な[[Argon/ja|{{chem|40|Ar}}]]に崩壊するか、[[beta decay/ja|ベータ崩壊]]（88.8%）によって安定な[[calcium/ja|{{chem|40|Ca}}]]に崩壊する。{{chem|40|K}}から{{chem|40|Ar}}への崩壊は、岩石の年代測定の一般的な方法の基礎となっている。従来の[[Potassium-argon dating/ja|K-Ar年代測定法]]は、岩石が形成された時点ではアルゴンを含んでおらず、その後の放射性アルゴン（{{chem|40|Ar}}）はすべて定量的に保持されていたという仮定に依存している。[[Mineral/ja|鉱物]]の年代測定は、カリウムの濃度と蓄積された放射性{{chem|40|Ar}}の量を測定することによって行われる。年代測定に最適な鉱物には、[[:en:biotite|黒雲母]]、[[:en:muscovite|白雲母]]、[[:en:metamorphic|変成]][[:en:hornblende|角閃石]]、火山性の[[:en:feldspar|長石]]などがある。：火山流や浅い[[:en:gneous rock|貫入岩]]の[[:en:Petrography|全岩]]試料も、変化していなければ年代測定が可能である。年代測定とは別に、カリウム同位体は[[weathering/ja|風化]]の研究や、カリウムが地球上の[[life/ja|生命]]に必要な[[macronutrient (ecology)/ja|大栄養素]]であることから、[[nutrient cycling/ja|栄養塩循環]]の研究に[[radioactive tracer/ja|トレーサー]]として用いられてきた。

{{chem|40|K}}は天然のカリウム（したがっていくつかの市販の代用塩）中に十分な量含まれており、それらの代用塩の大きな袋を教室での実演のための放射源として使用することができる。{{Chem|40|K}}は[[composition of the human body/ja|人体中]]で最も存在量の多い放射性同位体である。健康な動物や人間では、{{chem|40|K}}は最大の放射能源であり、[[carbon-14/ja|{{chem|14|C}}]]よりも大きい。体重70kgの人体では、1秒間に約4,400個の{{chem|40|K}}の原子核が崩壊する。天然カリウムの放射能は31[[:en:Becquerel|Bq]]/gである。

==歴史{{Anchor|History}}==

===ポターシュ===

ポターシュは主にカリウム塩の混合物である。なぜなら、植物にはナトリウムがほとんど、あるいはまったく含まれておらず、植物の主要ミネラルの残りは、水への溶解度が比較的低いカルシウム塩で構成されているからである。カリは古代から使用されてきたが、その組成は解明されていなかった。1702年に[[:en:Georg Ernst Stahl|ゲオルク・エルンスト・シュタール]]がナトリウム塩とカリウム塩の基本的な違いを示唆する実験的証拠を得たが、カリウム化合物とナトリウム化合物の正確な化学組成、およびカリウムとナトリウムの化学元素としての地位は当時知られていなかったため、[[:en:Antoine Lavoisier|アントワーヌ・ラヴォアジエ]]は1789年にアルカリを化学元素リストに含めなかった。長い間、カリの重要な用途はガラス、漂白剤、石鹸、硝酸カリウムとしての[[:en:gunpowder|火薬]]の製造だけであった。動物性油脂や植物性油脂から作られるカリウム石鹸は、水溶性が高く、質感が柔らかいため、特に珍重された。1840年に[[:en:Justus Liebig|ユストゥス・リービッヒ]]がカリウムは植物にとって必要な元素であり、ほとんどの種類の土壌にはカリウムが不足していることを発見したことで、カリウム塩の需要が急増した。当初はモミの木の木灰が肥料用のカリウム塩の原料として使われていたが、1868年にドイツの[[:en:Staßfurt|シュタイスフルト]]近郊で[[potassium chloride/ja|塩化カリウム]]を含む鉱床が発見され、カリウムを含む肥料の生産が工業的規模で始まった。他のカリ鉱床も発見され、1960年代にはカナダが主要な生産国になった。

===金属===

[[File:Sir Humphry Davy, Bt by Thomas Phillips.jpg|thumb|[[:en:Humphry Davy|Sir Humphry Davy]] ]]

[[File:Potassium.JPG|thumb|upright|left|カリウム金属片]]

カリウム''金属''は1807年にハンフリー・デイヴィーによって初めて単離された。彼は溶融した[[caustic potash/ja|苛性カリ]]（KOH）を新しく発見された[[:en:voltaic pile|ボルタ杭]]で電気分解することによってカリウムを得た。カリウムは電気分解によって単離された最初の金属であった。同年末、デイヴィは同様の手法で植物塩ではなく鉱物誘導体（[[caustic soda/ja|苛性ソーダ]]、NaOH、灰汁）から金属[[sodium/ja|ナトリウム]]を抽出することを報告し、元素、ひいては塩が異なることを実証した。金属カリウムと金属ナトリウムの生成は、どちらも元素であることを示すはずであったが、この見解が普遍的に受け入れられるまでには時間がかかった。

カリウムは水や空気に敏感であるため、この元素の取り扱いには通常[[air-free technique/ja|空気を使わない技術]]が用いられる。窒素や鉱物油や[[kerosene/ja|灯油]]のような飽和炭化水素には反応しない。液体[[ammonia/ja|アンモニア]]に容易に溶解し、0{{nbsp}}℃でアンモニア1000gあたり480gまで溶解する。濃度にもよるが、アンモニア溶液は青から黄色であり、その電気伝導率は液体金属に似ている。カリウムはアンモニアとゆっくりと反応して[[Potassium amide/ja|{{chem|KNH|2}}]]を形成するが、この反応は微量の遷移金属塩によって加速される。カリウムは[[salts/ja|塩]]を金属に還元することができるので、[[:en:Rieke metal|Rieke法]]によって微分された金属をその塩から調製する際に還元剤としてよく使われる。マグネシウムの調製がその例である：

:{{chem2|[[Magnesium chloride/ja|MgCl2]] + 2 K → Mg + 2 KCl}}

==発生{{Anchor|Occurrence}}==

カリウムは[[:en:supernova|超新星]]において、より軽い原子からの[[nucleosynthesis/ja|核合成]]によって生成される。カリウムは主にII型超新星において[[Supernova nucleosynthesis/ja|爆発的酸素燃焼過程]]を経て生成される。これらは核[[Nuclear_Fusion/ja|融合]]反応であり、酸素中でのカリウムの化学的燃焼と混同してはならない。{{chem|40|K}}は{{Nowrap|[[s-process/ja|s-process]]}}核合成や[[neon burning process/ja|ネオン燃焼過程]]でも生成される。

カリウムは太陽系で20番目に多い元素であり、地球では17番目に多い元素である。[[:en:Earth's crust|地殻]]の重量の約2.6%を占め、地殻中で7番目に豊富な元素である。海水中のカリウム濃度は0.39{{nbsp}}g/L（0.039 wt/v%）で、ナトリウム濃度の約27分の1である。

===地質学===

カリウムは反応性が高いため、自然界には存在しない。水と激しく反応し、酸素とも反応する。[[:en:Orthoclase|正斜長石]]（カリウム長石）は一般的な造岩鉱物である。例えば[[:en:Granite|花崗岩]]には5%のカリウムが含まれており、これは地殻の平均を大きく上回っている。[[sylvite/ja|シルバイト]]（KCl）、[[carnallite/ja|カルナライト]]（{{chem2|KCl*MgCl2*6H2O}}）、[[kainite/ja|カイナイト]]（{{chem2|MgSO4*KCl*3H2O}}）、[[langbeinite/ja|ラングベーナイト]]（{{chem2|MgSO4*K2SO4}}）は、世界中の大規模な[[evaporite/ja|エバポライト]]鉱床で見られる鉱物である。鉱床はしばしば、最も溶解度の低いものが底部に、最も溶解度の高いものが上部にある層を示す。ナイター（[[potassium nitrate/ja|硝酸カリウム]]）の鉱床は、大気と接触した有機物の分解によって形成される。

==商業生産{{Anchor|Commercial production}}==

===採掘===

[[File:Museo de La Plata - Silvita.jpg|thumb|left| [[Sylvite/ja|シルバイト]]（ニューメキシコ産）]]

[[:en:carnallite|カルナライト]]、[[:en:langbeinite|ラングベーナイト]]、[[:en:polyhalite|ポリハライト]]、[[sylvite/ja|シルバイト]]などのカリウム塩は、古代の湖底や[[:en:seabed|海底]]に広範な[[evaporite/ja|エバポライト]]鉱床を形成しており、このような環境でのカリウム塩の抽出は商業的に実行可能である。カリウムの主要な供給源であるカリは、[[:ja:カナダ|カナダ]]、[[:ja:ロシア|ロシア]]、[[:ja:ベラルーシ|ベラルーシ]]、[[:ja:カザフスタン|カザフスタン]]、[[:ja:ドイツ|ドイツ]]、[[:ja:イスラエル|イスラエル]]、アメリカ、[[:ja:ヨルダン|ヨルダン]]、その他世界中で採掘されている。最初に採掘された鉱床はドイツのシュタイスフルト近郊にあったが、鉱床は[[:ja:イギリス|イギリス]]からドイツを越えてポーランドにまで及んでいる。それらは[[:en:Zechstein|ゼクシュタイン]]にあり、中期から後期の[[:en:Permian|ペルム紀]]に堆積したものである。これまでに発見された中で最大の鉱床は、カナダの[[:en:Saskatchewan|サスカチュワン州]]の地下{{convert|1000|m|ft|abbr=off|sp=us}}にある。鉱床は[[:en:Middle Devonian|中期デボン紀]]に産出する[[:en:Elk Point Group|エルク・ポイント層群]]にある。サスカチュワン州では、1960年代からいくつかの大規模な鉱山が操業しており、湿った砂（ブレアモア層）を凍らせて坑道を掘る技術を開拓した。合併するまでサスカチュワン州の主要なカリ鉱山会社は[[:en:Potash Corporation of Saskatchewan|ポタッシュ・コーポレーション・オブ・サスカチュワン]]であり、現在は[[:en:Nutrien|ニュートリエン]]である。[[:ja:死海|死海]]の水はイスラエルとヨルダンがカリの供給源として使用しているが、通常の海洋の濃度は現在の価格では商業生産には低すぎる。

===化学的抽出===

カリウム塩をナトリウム化合物やマグネシウム化合物から分離するには、いくつかの方法が用いられる。最もよく使われる方法は、塩の溶解度の違いを利用した分別沈殿である。一部の鉱山では、地中の混合塩を静電分離する方法も用いられている。得られたナトリウムとマグネシウムの廃棄物は地下に貯蔵されるか、[[:en:slag heap|スラグヒープ]]に積み上げられる。採掘されたカリウム鉱物の大部分は、加工後に塩化カリウムになる。鉱物業界では、塩化カリウムをカリ、カリ酸ムリエート、または単にMOPと呼ぶ。

純粋な金属カリウムは、その[[potassium hydroxide/ja|水酸化物]]を電気分解することによって単離することができる。電解法は1920年代に開発され工業的に使用されるようになったが、1950年代にはナトリウムと[[potassium chloride/ja|塩化カリウム]]を化学平衡反応させる熱法が主流となった。

:Na + KCl → NaCl + K

[[NaK/ja|ナトリウムカリウム合金]]の製造は、反応時間と反応に使用するナトリウムの量を変えることによって達成される。[[potassium fluoride/ja|フッ化カリウム]]と[[calcium carbide/ja|炭化カルシウム]]の反応を利用したグリースハイマー法もカリウムの製造に用いられた。

:{{chem2|2 KF + CaC2 → 2 K + CaF2 + 2 C}}

[[reagent/ja|試薬グレード]]のカリウム金属は、[[:en:tonne|トン]]単位で購入した場合、2010年には1[[:en:pound (mass)||ポンド]]あたり約10.00ドル（1[[:en:kg|kg]]あたり22ドル）である。純度の低い金属はかなり安い。金属の長期保管が難しいため、市場は不安定である。傷がつくと[[:en:Detonation|起爆]]する感圧性の[[:en:explosive|爆薬]]である[[potassium superoxide/ja|過酸化カリウム]]の表面層の形成を防ぐために、乾燥した[[inert gas/ja|不活性ガス]]雰囲気または[[anhydrous/ja|無水]]の[[mineral oil/ja|鉱油]]中で保管しなければならない。その結果、爆発はしばしば消火困難な火災を引き起こす。

===陽イオンの同定===

カリウムは現在ではイオン化技術によって定量されるが、かつては[[:en:gravimetric analysis|重量分析]]によって定量されていた。

カリウム塩を沈殿させるための試薬としては、[[sodium tetraphenylborate/ja|テトラフェニルホウ酸ナトリウム]]、[[hexachloroplatinic acid/ja|ヘキサクロロ白金酸]]、[[sodium cobaltinitrite/ja|コバルト亜硝酸ナトリウム]]をそれぞれ[[potassium tetraphenylborate/ja|テトラフェニルホウ酸カリウム]]、[[potassium hexachloroplatinate/ja|ヘキサクロロ白金酸カリウム]]、[[potassium cobaltinitrite/ja|コバルト亜硝酸カリウム]]に変換するものがある。

[[sodium cobaltinitrite/ja|コバルト亜硝酸ナトリウム]]との反応がその例である：

:{{chem2|3 K+ + Na3[Co(NO2)6] → K3[Co(NO2)6] + 3 Na+}}

コバルト亜硝酸カリウムは黄色の固体として得られる。

==商業的利用{{Anchor|Commercial uses}}==

===肥料===

[[File:Patentkali (Potassium sulfate with magnesium).jpg|thumb|硫酸カリウム・硫酸マグネシウム肥料]]

カリウムイオンは[[plant/ja|植物]]の栄養に不可欠な成分であり、ほとんどの[[soil/ja|土壌]]に含まれている。それらは[[potassium chloride/ja|塩化物]]（KCl）の形で[[agriculture/ja|農業]]、[[horticulture/ja|園芸]]、[[hydroponic/ja|水耕栽培]]の[[fertilizer/ja|肥料]]として使用される、 [[potassium sulfate/ja|硫酸塩]]（{{chem2|K2SO4}}）、または[[potassium nitrate|nitrate/ja|硝酸塩]]（{{chem2|KNO3}}）の形で、「K」[[labeling of fertilizer/ja|肥料の表示|in "NPK"]]を表す。農業用肥料は世界のカリウム化学生産量の95％を消費しており、このカリウムの約90％はKClとして供給されている。ほとんどの植物のカリウム含有量は、作物の収穫重量の0.5%から2%の範囲であり、従来は{{chem2|K2O}}の量で表されていた。現代の高[[:en:Crop yield|収量]]農業は、収穫時に失われるカリウムを補うための肥料に依存している。ほとんどの農業用肥料は塩化カリウムを含むが、硫酸カリウムは塩化カリウムに敏感な作物や、より高い硫黄含有量を必要とする作物に使用される。硫酸カリウムは、主に複雑な鉱物である[[kainite/ja|カイナイト]]（{{chem2|MgSO4*KCl*3H2O}}）と[[langbeinite/ja|ラングベーナイト]]（{{chem2|MgSO4*K2SO4}}）の分解によって生成される。硝酸カリウムを含む肥料はごくわずかである。2005年には、世界のカリウム生産量の約93％が肥料産業によって消費された。さらに、カリウムはリターの組成をコントロールすることによって、栄養循環において重要な役割を果たすことができる。

==医療用途==

====クエン酸カリウム====

[[potassium citrate/ja|クエン酸カリウム]]は、[[renal tubular acidosis/ja|腎尿細管性アシドーシス]]と呼ばれる[[kidney stone/ja|腎結石]]の治療に用いられる。

====塩化カリウム====

カリウムは塩化カリウムの形で、[[low blood potassium/ja|低血中カリウム]]の治療と予防のための医薬品として使用される。低血中カリウムは、[[vomiting/ja|嘔吐]]、[[diarrhea/ja|下痢]]、または特定の医薬品が原因で起こることが[[intravenous infusion/ja|静脈への緩徐注射]]または経口投与で投与される。

===食品添加物===

酒石酸ナトリウムカリウム（{{chem2|KNaC4H4O6}}、[[Rochelle salt/ja|ロッシェル塩]]）は、いくつかの種類の[[baking powder/ja|ベーキングパウダー]]の主成分である。鏡の[[:en:silvering|銀化]]にも使われる。[[potassium bromate/ja|臭素酸カリウム]]（{{chem2|KBrO3}}）は強力な酸化剤（E924）であり、[[dough/ja|生地]]の強度と立ち上がりの高さを改善するために使用される。[[Potassium bisulfite/ja|重亜硫酸カリウム]]（{{chem2|KHSO3}}）は食品保存料として使用され、例えば[[wine/ja|ワイン]]や[[beer/ja|ビール]]製造に使用される（肉類には使用されない）。また、織物や藁の[[:en:bleach|漂白]]、[[:en:leather|皮革]]のなめしにも用いられる。

===工業用===

主なカリウム化学製品は、水酸化カリウム、炭酸カリウム、硫酸カリウム、塩化カリウムである。これらの化合物は年間数メガトン生産されている。

[[Potassium nitrate/ja|硝酸カリウム]]（{{chem2|KNO3}}）または塩硝は、[[:en:guano|グアノ]]や[[:en:evaporites|エバポライト]]などの自然源から得られるか、[[:en:Haber process|ハーバー法]]によって製造される; 火薬（[[:en:black powder|黒色火薬]]）の[[oxidant/ja|酸化剤]]であり、重要な農業肥料である。[[potassium cyanide/ja|シアン化カリウム]]（KCN）は工業的には[[complex (chemistry)/ja|錯体]]を形成して[[copper/ja|銅]]や貴金属、特に[[silver/ja|銀]]や[[gold/ja|金]]を溶解するのに用いられる。その用途は、これらの[[metal/ja|金属]]の[[:en:gold mining|金採掘]]、[[:en:electroplating|電気めっき]]、[[:en:electroforming|電鋳]]などであり、[[organic synthesis/ja|有機合成]]では[[nitriles/ja|ニトリル]]を作るのにも使われる。炭酸カリウム（{{chem2|K2CO3}}またはカリ）はガラス、石鹸、カラーテレビ管、蛍光灯、繊維染料、顔料の製造に使われる。[[Potassium permanganate/ja|過マンガン酸カリウム]]（{{chem2|KMnO4}}）は酸化・漂白・精製物質であり、[[saccharin/ja|サッカリン]]の製造に使われる。[[Potassium chlorate/ja|塩素酸カリウム]]（{{chem2|KClO3}}）はマッチや爆薬に添加される。[[Potassium bromide/ja|臭化カリウム]]（KBr）は、以前は鎮静剤として、また写真撮影に使用されていた。

[[potassium chromate/ja|クロム酸カリウム]]（{{chem2|K2CrO4}}）は、[[:en:ink|インク]]、[[:en:dye|染料]]、木材の[[:en:stain|ステイン]]（木材中の[[tannic acid/ja|タンニン酸]]と反応することによって）など、多くの異なる商業製品の製造に使用されている、また、[[:en:explosive|爆薬]]、[[:en:fireworks|花火]]、[[:en:fly paper|フライ・ペーパー]]、[[:en:safety match|安全マッチ]]、皮革の鞣しなどにも使用されるが、これらの用途はすべてカリウムイオンではなく[[chromate ion/ja|クロム酸イオン]]の化学的性質によるものである。

====ニッチな用途====

様々なカリウム化合物の用途は何千とある。その一例が[[potassium superoxide/ja|カリウム・スーパーオキシド]]、{{chem2|KO2}}であり、オレンジ色の固体で、携帯用酸素源および二酸化炭素吸収剤として機能する。気体の酸素よりも体積が少なくてすむため、[[:en:Rebreather#Rebreathers using an absorbent that releases oxygen|呼吸システム]]の鉱山、潜水艦、宇宙船などで広く使われている。

:{{chem2|4 KO2 + 2 CO2 → 2 K2CO3 + 3 O2}}

別の例としては、[[potassium cobaltinitrite/ja|コバルト亜硝酸カリウム]]、{{chem2|K3[Co(NO2)6]}}があり、これは[[:en:Aureolin|オーレオリン]]またはコバルトイエローの名で画家の顔料として使用されている。

カリウムの安定同位体は[[Laser cooling/ja|レーザー冷却]]することができ、[[:en:Quantum technology|量子物理学]]の基本的な問題や[[:en:Quantum mechanics|技術的な問題]]を探るのに使われる。2つの[[boson/ja|ボゾン]]同位体は、調整可能な相互作用を必要とする研究を可能にする便利な[[Feshbach resonance/ja|フェッシュバッハ共鳴]]を持っており、{{chem|40|K}}はアルカリ金属の中で2つしかない安定な[[fermion/ja|フェルミオン]]の1つである。

====実験室での使用====

ナトリウムとカリウムの[[alloy/ja|合金]]である[[NaK/ja|NaK]]は、[[air-free technique/ja|乾式無風溶媒]]を製造するための熱媒体や[[desiccant/ja|乾燥剤]]として使用される液体である。[[reactive distillation/ja|反応性蒸留]]にも使用できる。12%Na、47%K、41%Csの三元合金は、金属化合物の中で最も低い融点-78{{nbsp}}℃を持つ。

金属カリウムはいくつかのタイプの[[:en:magnetometer|磁力計]]に使われている。

==生物学的役割{{Anchor|Biological role}}==

カリウムは人体において質量比で8番目か9番目に多い元素（0.2％）であり、体重60{{nbsp}}kgの成人は合計約120{{nbsp}}gのカリウムを含む。体内には硫黄や塩素と同程度のカリウムが存在し、より豊富なのはカルシウムとリンだけである（どこにでもある[[CHON/ja|CHON]]元素は例外）。

===生化学的機能===

カリウム濃度は、以下のような複数の生理学的プロセスに影響を及ぼす。

*神経組織、筋肉組織、心臓組織における細胞膜電位の静止と活動電位の伝播。静電的および化学的特性により、{{chem2|K+}}イオンは{{chem2|Na+}}イオンよりも大きく、細胞膜のイオンチャネルとポンプは2つのイオンを区別することができ、2つのイオンの一方を積極的にポンピングするか受動的に通過させ、もう一方をブロックする。

*ホルモン分泌と作用

*血管緊張

*全身の血圧調節

*消化管運動

*酸基盤の恒常性

*グルコースおよびインシュリン新陳代謝

*ミネラルコルチコイド作用

*腎臓の集中の能力

*流動性および電解質のバランス

*局所皮質モノアミン作動性ノルエピネフリン、セロトニン、ドーパミンレベル、そしてそれらを通して睡眠と覚醒のバランス、自発的活動。

===ホメオスタシス===

カリウムのホメオスタシスとは、拍動性の摂取（食事）、義務的な腎排泄、細胞内と細胞外のコンパートメント間の移動に直面しながら、全身のカリウム含有量、血漿カリウム濃度、細胞内と細胞外のカリウム濃度の比率を狭い範囲内に維持することを示す。

====血漿レベル====

血漿カリウムは通常、複数のメカニズムにより、1リットル当たり3.5～5.5ミリモル（mmol）［またはミリ当量（mEq）］に保たれている。この範囲外の値は、複数の原因による死亡率の上昇と関連しており、血清カリウム値が正常範囲内に維持されない場合、心臓、腎臓、肺の疾患の一部はより急速に進行する。

平均40-50{{nbsp}}mmolの食事は、全血漿中（20-25{{nbsp}}mmol）に存在するよりも多くのカリウムを身体に提示する。この急増により、腎および腎外機序によってクリアランスされる前に、血漿カリウムは10％まで上昇する。

====制御メカニズム====

血漿中のカリウム含量は、4つの基本的なメカニズムによって厳密に制御されており、これらのメカニズムには様々な名称や分類がある。これらは以下の通りである：

# 反応性ネガティブ・フィードバック・システム、

# 反応性フィードフォワードシステム

# 予測または[[circadian/ja|概日]]システム、および

# 内部または細胞膜輸送システムである。

最初の3つを総称して「外部カリウム恒常性システム」、最初の2つを「反応性カリウム恒常性システム」と呼ぶこともある。

* 反応性ネガティブフィードバックシステムとは、血漿カリウムの上昇（カリウムの摂取、細胞外への移行、静脈内注入）に反応して、カリウムの腎分泌を誘導するシステムのことである。

* 反応性フィードフォワード系とは、血漿カリウムが上昇する前に、カリウム摂取に反応して腎カリウム分泌を誘導する、不完全に理解されている系を指す。これはおそらく、摂取されたカリウムを検出し、[[vagal/ja|迷走神経]][[afferent nerve fiber/ja|求心性]]シグナルを誘発する腸細胞のカリウム受容体によって開始される。

* 予測系または概日系は、カリウム摂取の有無や量とは無関係に、食事の時間帯（例えばヒトでは昼間、げっ歯類では夜間）にカリウムの腎分泌を増加させる。これは脳（中枢時計）の[[suprachiasmatic nucleus/ja|視交叉上核]]にある[[circadian oscillator/ja|概日発振器]]によって媒介され、腎臓（末梢時計）にこのリズムの概日法でカリウムを分泌させる。

* イオン輸送系は、2つのメカニズムを用いてカリウムを細胞膜を横切って移動させる。一つは能動的で、ナトリウムを細胞外に、カリウムを細胞内に送り出す。もう1つは受動的で、カリウムを細胞外に漏出させる。カリウムとナトリウムの陽イオンは、[[osmotic/ja|浸透圧]]力によって細胞内区画と細胞外区画の間の体液分布に影響を与える。細胞膜を介したカリウムとナトリウムの移動は、[[Na⁺/K⁺-ATPase/ja|Na⁺/K⁺-ATPase]]ポンプによって媒介される。この[[Ion transporter/ja|イオンポンプ]]は、[[Adenosine triphosphate/ja|ATP]]を用いて、3つのナトリウムイオンを細胞外に、2つのカリウムイオンを細胞内に送り出し、細胞膜全体に電気化学的勾配と起電力を作り出す。非常に選択性の高い[[potassium ion channels/ja|カリウムイオンチャネル]]（[[tetramer/ja|四量体]]である）は、一例を挙げると、活動電位が引き起こされた後の[[neuron/ja|ニューロン]]内の[[Hyperpolarization (biology)/ja|過分極]]に極めて重要である。最も最近発見されたカリウムイオンチャネルはKirBac3.1であり、これで構造が決定されたカリウムイオンチャネルは全部で5つ（KcsA、KirBac1.1、KirBac3.1、KvAP、MthK）となった。5つとも[[prokaryotic/ja|原核生物]]由来のものである。

====腎濾過、再吸収、排泄====

腎におけるカリウムの取り扱いは、ナトリウムの取り扱いと密接な関係がある。カリウムは動物細胞内の主要な陽イオン（プラスイオン）であり（150{{nbsp}}mmol/L、4.8{{nbsp}}g/L）、ナトリウムは[[細胞外液]]の主要な陽イオンである（150{{nbsp}}mmol/L、3.345{{nbsp}}g/L）。腎臓では、1日に約180{{nbsp}}リットルの血漿が[[糸球体（腎臓）｜糸球体]]を通って[[腎尿細管]]に濾過される。このろ過には、約600{{nbsp}}mgのナトリウムと33{{nbsp}}mgのカリウムが含まれる。ナトリウムの1～10{{nbsp}}mgとカリウムの1～4{{nbsp}}mgだけが食事で補充される可能性が高いので、腎ろ過は残りを血漿から効率的に再吸収しなければならない。

ナトリウムは、細胞外容量、浸透圧、血清ナトリウム濃度を狭い範囲内に維持するために再吸収される。カリウムは、血清カリウム濃度を狭い範囲内に維持するために再吸収される。腎尿細管の[[Sodium pump/ja|ナトリウムポンプ]]は、ナトリウムを再吸収するために作動する。カリウムは保存されなければならないが、血漿中のカリウム量は非常に少なく、細胞内のカリウムプールはその約30倍であるため、カリウムにとってそれほど危機的な状況ではない。カリウムは、見かけ上（実際にはそうではないが）の[[Donnan equilibrium/ja|ドナン平衡]]に応じて、ナトリウムと逆流しながら受動的に移動するため、尿は、処理の最後に積極的に水分を排泄する場合を除いて、血清中のカリウム濃度以下に沈むことはない。カリウムは尿が尿細管に達するまでに2回排泄され、3回再吸収される。その時点で、尿のカリウム濃度は通常血漿とほぼ同じである。処理の最後に、血清濃度が高すぎる場合は、カリウムがもう1回分泌される。

カリウムを摂取しないと、1日あたり約200{{nbsp}}mgが排泄され、1週間ほどで血清中のカリウムは3.0～3.5{{nbsp}}mmol/Lの軽度欠乏レベルまで低下する。それでもカリウムを控えると、重度の欠乏症が最終的に死に至るまで、濃度は下がり続ける。

カリウムは細胞膜の孔を通って受動的に移動する。イオンが[[ion transporter/ja|イオントランスポーター]]（ポンプ）を通って移動するとき、ポンプには細胞膜の両側にゲートがあり、一度に開くことができるゲートは1つだけである。その結果、1秒間に約100個のイオンが押し出される。[[ion channel/ja|イオンチャネル]]にはゲートが1つしかなく、1種類のイオンしか流れない。細孔を開くにはカルシウムが必要であるが、カルシウムは細孔の少なくとも1つを塞ぐことで逆に働くこともある。アミノ酸の細孔内部のカルボニル基は、細孔内部の4つのカルボニル基の静電荷の性質によって、水溶液中で起こる水の水和を模倣している。

===栄養===

====食事摂取基準====

[[:en:National Academy of Medicine|全米医学アカデミー]]（NAM）は、米国とカナダを代表して、推定平均所要量（EAR）と推奨食事許容量（RDA）を含む[[Dietary Reference Intake/ja|食事摂取基準]]、またはEARとRDAを設定するのに十分な情報がない場合の[[Adequate Intake/ja|適正摂取量]]（AI）を設定する。

9歳未満の男女ともに、カリウムの基準値は以下の通りである： 0～6ヵ月児にはカリウム400{{nbsp}}mg、7～12ヵ月児にはカリウム860{{nbsp}}mg、1～3歳児にはカリウム2,000{{nbsp}}mg、4～8歳児にはカリウム2,300{{nbsp}}mgである。

9歳以上の男性の場合、カリウムのAIは以下の通りである： 9～13歳の男性ではカリウム2,500{{nbsp}}mg、14～18歳の男性ではカリウム3,000{{nbsp}}mg、19歳以上の男性では3,400{{nbsp}}mgである。

9歳以上の女性の場合、カリウムのAIは2,300{{nbsp}}mgである： 9～18歳の女性ではカリウム2,300{{nbsp}}mg、19歳以上の女性ではカリウム2,600{{nbsp}}mgである。

妊娠中および授乳中の女性については、カリウムのAIは次のとおりである：さらに、14～18歳の授乳期の女性にはカリウム2,500{{nbsp}}mg、19歳以上の授乳期の女性にはカリウム2,800{{nbsp}}mgである。安全性に関しては、NAMはビタミンとミネラルについても[[tolerable upper intake level/ja|耐容上限摂取量]]（UL）を設定しているが、カリウムについてはエビデンスが不十分であったため、ULは設定されていない。

2004年現在、ほとんどのアメリカ人成人の摂取量は3,000{{nbsp}}mg未満である。

同様に、欧州連合、特にドイツとイタリアでは、カリウムの摂取不足がやや一般的である。[[:en:National Health Service|イギリス国民保健サービス]]も同様の摂取を推奨しており、成人は1日あたり3,500{{nbsp}}mgが必要であり、過剰摂取は胃痛や[[diarrhea/ja|下痢]]などの健康問題を引き起こす可能性があるとしている。

2019年、[[:en:National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine|米国科学・工学・医学アカデミー]]は、カリウムの適正摂取量を、妊娠・授乳中でない19歳以上の女性は2,600 mg/日、19歳以上の男性は3,400 mg/日に改定した。

====食物摂取源====

====摂取不足====

カリウムの少ない食事は、[[hypertension/ja|高血圧]]や[[hypokalemia/ja|低カリウム血症]]の原因となる。

====サプリメント化{{Anchor|Supplementation}}====

カリウムのサプリメントは、[[distal tubule/ja|遠位尿細管]]の上流でナトリウムと水の再吸収を阻害する[[diuretic/ja|利尿薬]]（[[thiazide/ja|サイアザイド]]および[[loop diuretics/ja|ループ利尿薬]]）と併用するのが最も広く用いられている。さまざまな処方薬や市販のサプリメントが利用できる。塩化カリウムは水に溶かしてもよいが、塩辛い/苦い味がするため、液体のサプリメントは口に合わない。一般的な用量は10{{nbsp}}mmol（400{{nbsp}}mg）から20{{nbsp}}mmol（800{{nbsp}}mg）である。固形錠剤に隣接して発生する非常に高濃度のカリウムイオンは、胃や腸の粘膜を傷つける可能性があるため、カリウムがマトリックスからゆっくりと溶出するように処方されている。このため、米国では非処方のカリウム錠剤は、法律で最大99{{nbsp}}mgのカリウムに制限されている。

カリウムの補給は、クエン酸塩や塩化物などの他の代謝産物と組み合わせて、特定の臨床効果を得ることもできる。

カリウムサプリメントは高血圧の影響を緩和し、心血管リスクを軽減するために採用されることがある。[[Potassium chloride/ja|塩化カリウム]]と[[potassium bicarbonate/ja|炭酸水素カリウム]]は軽度の[[hypertension/ja|高血圧]]をコントロールするのに有用であろう。2020年には、カリウムは米国で33番目に多く処方された医薬品であり、17{{nbsp}}万以上の処方があった。カリウムの補給は、本態性高血圧患者の収縮期血圧と拡張期血圧の両方を低下させることが示されている。

さらに、放置すると腎合併症を引き起こす可能性のある腎結石の形成を予防する目的で、カリウムサプリメントが採用されることもある。カリウム濃度が低いと、腎臓でのカルシウム再吸収が低下し、尿中カルシウムの上昇や腎結石の形成リスクが高まる。適切なカリウム濃度を維持することで、このリスクを減らすことができる。

カリウムの作用機序には、細胞膜を横切るカリウムの移動を促進する様々な種類のトランスポーターやチャネルが関与している。このプロセスは、水素イオンの汲み出しを増加させる。その結果、胃酸の分泌が促進され、胃潰瘍の発症につながる可能性がある。

カリウムは骨の健康に関与している。体内の酸塩基平衡に寄与し、骨組織の保護に役立つ。カリウム塩は、骨の健康維持を助けるアルカリ成分を生成する。

糖尿病患者には、特に2型糖尿病患者にはカリウムの補給が必要かもしれない。カリウムは膵臓のβ細胞によるインスリンの分泌に不可欠であり、グルコースレベルを調節するのに役立っている。カリウムが十分でないと、インスリンの分泌が悪くなり、高血糖や糖尿病の悪化につながる。

カリウムの過剰摂取は、胃腸の不快感や心臓のリズムの乱れといった悪影響を及ぼす可能性がある。

カリウムの補給は潰瘍、特に消化性潰瘍疾患に関連して副作用をもたらす可能性がある。カリウムチャネルは胃酸分泌を増加させる可能性があり、潰瘍のリスクを高めることにつながる。消化性潰瘍疾患に使用される医薬品は「プロトンポンプ阻害薬」として知られ、H/K ATPaseを活性化するカリウムポンプを阻害することによって作用する。この阻害作用により、塩酸の胃壁細胞への分泌が抑制され、酸性合成が減少し、潰瘍のリスクが低下する。虚血性心疾患の治療に用いられる薬物であるニコランジルは、硝酸塩およびカリウムATPチャネルを刺激する可能性があり、その結果、消化管潰瘍、口腔潰瘍、肛門潰瘍などの副作用と関連している。カリウムサプリメントの長期的かつ慢性的な使用は、消化管（GI）以外の潰瘍など、より重篤な副作用に関連している。アンジオテンシノーゲン変換酵素阻害薬、アンジオテンシン受容体拮抗薬、カリウム温存利尿薬を服用している患者には、厳重な監視が必要である。

====味蕾による検出====

カリウムは、濃度に応じて5種類の味覚のうち3種類を誘発するため、味覚で感知することができる。カリウムイオンの希薄溶液は甘味を感じ、牛乳やジュースに適度な濃度で含まれるようになるが、高濃度になると苦味やアルカリ性が増し、最後には塩味も感じるようになる。高濃度カリウム溶液の苦味と塩味の組み合わせは、液体飲料による高用量カリウム補給を嗜好上の難題にしている。

==注意事項{{Anchor|Precautions}}==

{{Chembox

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}}

金属カリウムは水と激しく反応し、KOHと[[hydrogen/ja|水素]]ガスを発生させる。

:{{chem2|2 K(s) + 2 H2O(l) → 2 KOH(aq) + H2(g)↑}}

[[File:Potassium water 20.theora.ogv|thumb|left|alt=カリウムの金属片を水の入った透明な容器に落とすと、ピンク色や薄紫色の鮮やかな炎で短時間燃え続け、最後にポンと水しぶきを上げる。|金属カリウムと水の反応。水素が発生し、カリウムの蒸気とともにピンク色または薄紫色の炎で燃える。溶液中で強アルカリ性の水酸化カリウムが生成する。]]

この反応は発熱性で、酸素の存在下、生成した水素を発火させるのに十分な熱を放出する。微粉末のカリウムは室温の空気中で発火する。バルクの金属は加熱すると空気中で発火する。密度は0.89{{nbsp}}g/cm3であるため、燃焼したカリウムは大気中の酸素にさらされた水に浮く。水を含む多くの一般的な消火剤は効果がないか、カリウム火災を悪化させる。[[nitrogen/ja|窒素]]、[[argon/ja|アルゴン]]、[[sodium chloride/ja|塩化ナトリウム]]（食卓塩）、[[sodium carbonate/ja|炭酸ナトリウム]]（ソーダ灰）、[[silicon dioxide/ja|二酸化ケイ素]]（砂）は乾燥していれば有効である。金属火災用の[[:en:Fire extinguisher|クラスD]]粉末消火器も有効である。これらの薬剤は火から酸素を奪い、カリウム金属を冷却する。

貯蔵中、カリウムは過酸化物やスーパーオキシドを形成する。これらの過酸化物は油などの[[organic compound/ja|有機化合物]]と激しく反応することがある。過酸化物も過酸化物も金属カリウムと爆発的に反応することがある。

カリウムは空気中の水蒸気と反応するため、通常、無水鉱物油または灯油の下で保管される。リチウムやナトリウムと異なり、カリウムは、不活性（酸素を含まない）雰囲気または真空下でない限り、6ヶ月を超えて油の下で保管すべきではない。空気中で長期間保管すると、衝撃に弱い危険な過酸化物が金属上や容器の蓋の下に形成され、開封時に爆発する恐れがある。

大量のカリウム化合物を摂取すると[[hyperkalemia/ja|高カリウム血症]]を引き起こし、心血管系に強い影響を与える。塩化カリウムはアメリカでは[[lethal injection/ja|致死注射]]の処刑に使われる。

==こちらも参照==

{{Portal bar|Contents|Science|Medicine|Chemistry|Cornwall|Physics|Geophysics}}

==参考文献==

* {{cite book|doi = 10.1002/14356007.a22_031.pub2|title = Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry|date = 2006|ref=Burkhardt|last = Burkhardt |first=Elizabeth R.|chapter = Potassium and Potassium Alloys|isbn = 978-3-527-30673-2|volume=A22|pages=31–38 }}

* {{cite book|ref=Greenwood|last1=Greenwood|first1=Norman N.|last2=Earnshaw |first2=Alan|date=1997|title=Chemistry of the Elements |edition=2nd|publisher= Butterworth-Heinemann|isbn=978-0-08-037941-8}}

* {{cite book|ref=Holleman|publisher = Walter de Gruyter|date = 2007|edition = 91–100|isbn = 978-3-11-017770-1|chapter-url=https://books.google.com/books?id=mahxPfBdcxcC|title = Lehrbuch der Anorganischen Chemie|first1 = Arnold F.|last1 = Holleman|last2 = Wiberg|first2 = Egon|last3 = Wiberg|first3 = Nils|chapter = Potassium| language = de}}

* {{cite book|doi = 10.1002/14356007.a22_031.pub2|title = Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry|date = 2006|ref=Schultz|last1= Schultz|first1 = H.|last2 = Bauer|first2 = G.|last3 = Schachl|first3 = E.|last4 = Hagedorn|first4 = F.|last5 = Schmittinger|first5 = P.|chapter = Potassium compounds|isbn = 978-3-527-30673-2|volume = A22|pages = 39–103}}

* [https://fdc.nal.usda.gov/fdc-app.html#/ National Nutrient Database] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20140810230234/http://ndb.nal.usda.gov/ndb/search/list |date=2014-08-10 }} at [[USDA]] Website

==外部リンク==

{{Sister project links|auto=1|wikt=potassium|n=y|s=y|v=Potassium atom|b=Wikijunior:The Elements/Potassium}}

* {{pubchem|Potassium}}

[[Category:Potassium| ]]

[[Category:Chemical elements]]

[[Category:Alkali metals]]

[[Category:Desiccants]]

[[Category:Dietary minerals]]

[[Category:Reducing agents]]

[[Category:Chemical elements with body-centered cubic structure]]

[[Category:Articles containing video clips]]

[[Category:Pyrophoric materials]]

@@ Line 1: / Line 1: @@
+<languages />
+{{About/ja|化学元素|医薬品としてのカリウムの使用|Potassium chloride (medical use)/ja|生物学におけるカリウムの利用|Potassium in biology/ja}}
+{{Infobox potassium}}
+'''カリウム'''は[[chemical element/ja|化学元素]]の一つであり、[[Symbol (chemistry)/ja|記号]]は'''K'''（[[:en:Neo-Latin|新ラテン語]]{{lang|la|kalium}}から）、[[atomic number/ja|原子番号]]{{nbsp}}は19である。銀白色の金属で、ナイフで簡単に切れるほど柔らかい。金属カリウムは大気中の[[oxygen/ja|酸素]]と急速に反応し、わずか数秒の暴露で薄片状の白い[[potassium peroxide/ja|過酸化カリウム]]を形成する。カリウムは植物の灰である[[potash/ja|カリ]]から初めて単離された。[[periodic table/ja|周期表]]では、カリウムは[[alkali metal/ja|アルカリ金属]]の1つであり、すべての金属は外側の電子殻に1個の[[valence electron/ja|価電子]]を持ち、この価電子は容易に除去されて[[cation/ja|正電荷を持つイオン]]（[[anion/ja|陰イオン]]と結合して[[salts/ja|塩]]を形成する）を作る。自然界では、カリウムはイオン塩でのみ存在する。元素のカリウムは水と激しく反応し、反応で放出される[[hydrogen/ja|水素]]に引火するのに十分な熱を発生し、[[:en:lilac|薄紫色]]の[[:en:flame color|色のついた炎]]で燃焼する。カリウムは[[:en:granite|花崗岩]]や他の[[:en:igneous rock|火成岩]]の一般的な成分である[[:en:orthoclase|斜長石]]など、多くの[[mineral/ja|鉱物]]に含まれている。
+カリウムは[[sodium/ja|ナトリウム]]と化学的に非常によく似ている。周期表の[[Group (periodic table)/ja|1族]]の前の元素である。両者は最初の[[ionization energy/ja|イオン化エネルギー]]が似ており、各原子が唯一の外側の電子を手放すことができる。1702年に初めて、それらは同じ陰イオンと結合して類似の塩を作る別個の元素であることが示唆され、1807年に元素カリウムが初めて[[electrolysis/ja|電気分解]]によって単離されたときに実証された。天然に存在するカリウムは3つの[[isotope/ja|同位体]]から構成されており、そのうち[[potassium-40|{{chem|40|K}}]]は[[radioactive/ja|放射性]]である。{{chem|40|K}}の痕跡はすべてのカリウムに含まれており、人体で最も一般的な[[radioisotope/ja|放射性同位体]]である。
+カリウムイオンは、すべての生きた細胞の機能に不可欠である。神経細胞膜を介したカリウムイオンの移動は、正常な神経伝達に必要である。カリウムの欠乏と過剰はそれぞれ、心臓のリズム異常や様々な[[electrocardiographic/ja|心電図]]異常など、多くの徴候や症状を引き起こす。新鮮な果物や野菜は、カリウムのよい食事源である。身体は、カリウムを細胞外から細胞内に移動させ、腎臓からのカリウム排泄を増加させることによって、[[serum (blood)/ja|血清]]カリウム濃度を上昇させる食事性カリウムの流入に反応する。
+カリウムの工業的用途のほとんどは、[[:en:saltwater soap|塩水石鹸]]のような水に対するカリウム化合物の高い[[solubility/ja|溶解性]]を利用したものである。農作物の大量生産は土壌のカリウムを急速に枯渇させるが、これはカリウムを含む農業用肥料で改善することができ、世界のカリウム化学生産の95％を占めている。
+{{TOC limit}}
+==語源{{Anchor|Etymology}}==
+カリウムの英語名は''[[:en:potash|potash]]''という語に由来する。これは、様々なカリウム塩を抽出する初期の方法を指しており、'''pot''に灰(ash)を入れ、水を加えて加熱し、溶液を蒸発させるというものである。1807年に[[:en:Humphry Davy|ハンフリー・デイヴィー]]が初めて[[electrolysis/ja|電気分解]]を用いて純粋な元素を単離したとき、彼はそれを''potash''という語に由来する''potassium''と命名した。
+記号''K''は''kali''に由来し、語源は''[[alkali/ja|アルカリ(alkali)]]''であり、''alkali''は{{lang-ar|القَلْيَه}}「植物の灰」に由来する。1797年、ドイツの化学者[[:en:Martin Heinrich Klaproth|マルティン・クラプロス]]が鉱物[[leucite/ja|リューサイト]]と[[lepidolite/ja|レピドライト]]の中に「kali」を発見し、「kali」は植物の成長の産物ではなく、実際には新しい元素を含んでいることに気づき、それを''kali''と呼ぶことを提案した。1807年、ハンフリー・デイヴィは電気分解によってこの元素を生成した。1809年、[[:en:Ludwig Wilhelm Gilbert|ルートヴィヒ・ヴィルヘルム・ジルベルト]]はデイヴィの「カリウム」に''Kalium''という名称を提案した。1814年、スウェーデンの化学者[[:en:Jöns Jacob Berzelius|ヨンス・ヤコブ・ベルゼリウス]]は化学記号''K''でカリウムを''kalium''と呼ぶことを提唱した。
+英語圏とフランス語圏ではデイヴィとフランスの化学者[[:en:Joseph Louis Gay-Lussac|ジョセフ・ルイ・ゲイ＝リュサック]]と[[:en:Louis Jacques Thénard|ルイ・ジャック・テナール]]が好んだ''カリウム''という名称が採用され、他のゲルマン諸国ではギルバートとクラプロスの''カリウム''という名称が採用された。[[:en:International Union of Pure and Applied Chemistry|国際純正・応用化学連合]]の「ゴールドブック」では、公式の化学記号を'''K'''と定めている。
+==特性{{Anchor|Properties}}==
+===物理的===
+[[File:FlammenfärbungK.png|thumb|upright=0.5|カリウムの[[flame test/ja|火炎試験]]]]
+カリウムは[[lithium/ja|リチウム]]に次いで密度の低い金属である。[[melting point/ja|融点]]が低く柔らかい固体であり、ナイフで簡単に切ることができる。カリウムの外観は銀色であるが、空気に触れるとすぐに灰色に変色し始める。[[flame test/ja|火炎試験]]では、カリウムとその化合物は766.5ナノメートルに発光ピーク波長を持つ[[:en:Lilac (color)|ライラック色]]を発する。
+中性のカリウム原子は19個の電子を持ち、[[noble gas/ja|希ガス]][[argon/ja|アルゴン]]の配置よりも1個多い。最初の[[ionization energy/ja|イオン化エネルギー]]が418.8{{nbsp}}kJ/molと低いため、カリウム原子は最後の電子を失って正電荷を帯びる可能性が高いが、負電荷を帯びた[[alkalide/ja|アルカリド]]{{chem2|K-}}イオンも不可能ではない。対照的に、第二イオン化エネルギーは非常に高い（3052{{nbsp}}kJ/mol）。
+===化学的===
+カリウムは空気中の酸素、水、二酸化炭素成分と反応する。酸素とは[[potassium peroxide/ja|過酸化カリウム]]を形成する。水とカリウムは[[potassium hydroxide/ja|水酸化カリウム]]（KOH）を形成する。カリウムと水の反応は激しく[[exothermic/ja|発熱]]することがあり、特に共生した[[hydrogen/ja|水素]]ガスが発火することがある。このため、カリウムと液体のナトリウム-カリウム（[[NaK/ja|NaK]]）合金は強力な[[desiccant/ja|乾燥剤]]であるが、現在ではそのように使用されることはない。
+===化合物===
+[[Image:potassium-superoxide-unit-cell-3D-ionic.png|thumb|left|upright|固体スーパーオキシドカリウム（{{chem2|KO2}}）の構造]]
+[[potassium oxide/ja|酸化カリウム]]（{{chem2|K2O}}）、過酸化カリウム（{{chem2|K2O2}}）、過酸化カリウム（{{chem2|KO2}}）、オゾン化カリウム（{{chem2|KO3}}）である。カリウムと酸素の二元化合物は、水と反応してKOHを形成する。
+KOHは[[strong base/ja|強塩基]]である。その[[hydrophilic/ja|親水性]]を示すように、1.21[[:en:kilogram|kg]]ものKOHが1リットルの水に溶けることがある。無水KOHに遭遇することは稀である。KOHは[[carbon dioxide/ja|二酸化炭素]]（{{chem2|CO2}}）と容易に反応して[[potassium carbonate/ja|炭酸カリウム]]（{{chem2|K2CO3}}）を生成し、原理的には空気中のガスの痕跡を除去するために使用することができる。密接に関連する[[sodium hydroxide/ja|水酸化ナトリウム]]と同様に、KOHは[[fat/ja|脂肪]]と反応して[[:en:soap|石鹸]]を生成する。
+一般に、カリウム化合物はイオン性であり、{{chem2|K+}}イオンの水和エネルギーが高いため、優れた水溶性を持つ。水溶液中の主な種は[[Metal aquo complex/ja|アクオ錯体]]である。{{chem2|[K(H2O)_{''n''}]+}}で、''n''=6と7である。
+[[Potassium heptafluorotantalate/ja|ヘプタフルオロタンタル酸カリウム]]（{{chem2|K2[TaF7]}}）は、[[niobium/ja|ニオブ]]の難分解性汚染物質から[[tantalum/ja|タンタル]]を精製する際の中間体である。
+[[Organopotassium compound/ja|有機カリウム化合物]]はカリウムの非イオン性化合物を示す。それらは高度に[[chemical polarity/ja|極性]][[covalent/ja|共有結合]]を特徴とする。K-C結合を持つ。例えば、[[benzyl potassium/ja|ベンジルカリウム]]{{chem2|KCH2C6H5}}がある。カリウムの[[Intercalation (chemistry)/ja|インターカレート]]は[[graphite/ja|グラファイト]]中に挿入され、{{chem2|KC8}}を含む様々な[[graphite intercalation compounds/ja|グラファイトインターカレーション化合物]]を与える。
+===同位体===
+{{main/ja|Isotopes of potassium/ja}}
+カリウムの[[isotope/ja|同位体]]は25種類知られているが、そのうち3種類は天然に存在する： {{chem|39|K}}(93.3%)、{{chem|40|K}}(0.0117%)、{{chem|41|K}}(6.7%)（モル分率）である。天然に存在する[[potassium-40/ja|{{chem|40|K}}]]の[[half-life/ja|半減期]]は{{val|1.250e9}}年である。[[electron capture/ja|電子捕獲]]または[[positron emission/ja|陽電子放出]]（11.2%）によって安定な[[Argon/ja|{{chem|40|Ar}}]]に崩壊するか、[[beta decay/ja|ベータ崩壊]]（88.8%）によって安定な[[calcium/ja|{{chem|40|Ca}}]]に崩壊する。{{chem|40|K}}から{{chem|40|Ar}}への崩壊は、岩石の年代測定の一般的な方法の基礎となっている。従来の[[Potassium-argon dating/ja|K-Ar年代測定法]]は、岩石が形成された時点ではアルゴンを含んでおらず、その後の放射性アルゴン（{{chem|40|Ar}}）はすべて定量的に保持されていたという仮定に依存している。[[Mineral/ja|鉱物]]の年代測定は、カリウムの濃度と蓄積された放射性{{chem|40|Ar}}の量を測定することによって行われる。年代測定に最適な鉱物には、[[:en:biotite|黒雲母]]、[[:en:muscovite|白雲母]]、[[:en:metamorphic|変成]][[:en:hornblende|角閃石]]、火山性の[[:en:feldspar|長石]]などがある。：火山流や浅い[[:en:gneous rock|貫入岩]]の[[:en:Petrography|全岩]]試料も、変化していなければ年代測定が可能である。年代測定とは別に、カリウム同位体は[[weathering/ja|風化]]の研究や、カリウムが地球上の[[life/ja|生命]]に必要な[[macronutrient (ecology)/ja|大栄養素]]であることから、[[nutrient cycling/ja|栄養塩循環]]の研究に[[radioactive tracer/ja|トレーサー]]として用いられてきた。
+{{chem|40|K}}は天然のカリウム（したがっていくつかの市販の代用塩）中に十分な量含まれており、それらの代用塩の大きな袋を教室での実演のための放射源として使用することができる。{{Chem|40|K}}は[[composition of the human body/ja|人体中]]で最も存在量の多い放射性同位体である。健康な動物や人間では、{{chem|40|K}}は最大の放射能源であり、[[carbon-14/ja|{{chem|14|C}}]]よりも大きい。体重70kgの人体では、1秒間に約4,400個の{{chem|40|K}}の原子核が崩壊する。天然カリウムの放射能は31[[:en:Becquerel|Bq]]/gである。
+==歴史{{Anchor|History}}==
+===ポターシュ===
+{{main/ja|Potash/ja}}
+ポターシュは主にカリウム塩の混合物である。なぜなら、植物にはナトリウムがほとんど、あるいはまったく含まれておらず、植物の主要ミネラルの残りは、水への溶解度が比較的低いカルシウム塩で構成されているからである。カリは古代から使用されてきたが、その組成は解明されていなかった。1702年に[[:en:Georg Ernst Stahl|ゲオルク・エルンスト・シュタール]]がナトリウム塩とカリウム塩の基本的な違いを示唆する実験的証拠を得たが、カリウム化合物とナトリウム化合物の正確な化学組成、およびカリウムとナトリウムの化学元素としての地位は当時知られていなかったため、[[:en:Antoine Lavoisier|アントワーヌ・ラヴォアジエ]]は1789年にアルカリを化学元素リストに含めなかった。長い間、カリの重要な用途はガラス、漂白剤、石鹸、硝酸カリウムとしての[[:en:gunpowder|火薬]]の製造だけであった。動物性油脂や植物性油脂から作られるカリウム石鹸は、水溶性が高く、質感が柔らかいため、特に珍重された。1840年に[[:en:Justus Liebig|ユストゥス・リービッヒ]]がカリウムは植物にとって必要な元素であり、ほとんどの種類の土壌にはカリウムが不足していることを発見したことで、カリウム塩の需要が急増した。当初はモミの木の木灰が肥料用のカリウム塩の原料として使われていたが、1868年にドイツの[[:en:Staßfurt|シュタイスフルト]]近郊で[[potassium chloride/ja|塩化カリウム]]を含む鉱床が発見され、カリウムを含む肥料の生産が工業的規模で始まった。他のカリ鉱床も発見され、1960年代にはカナダが主要な生産国になった。
+===金属===
+[[File:Sir Humphry Davy, Bt by Thomas Phillips.jpg|thumb|[[:en:Humphry Davy|Sir Humphry Davy]] ]]
+[[File:Potassium.JPG|thumb|upright|left|カリウム金属片]]
+カリウム''金属''は1807年にハンフリー・デイヴィーによって初めて単離された。彼は溶融した[[caustic potash/ja|苛性カリ]]（KOH）を新しく発見された[[:en:voltaic pile|ボルタ杭]]で電気分解することによってカリウムを得た。カリウムは電気分解によって単離された最初の金属であった。同年末、デイヴィは同様の手法で植物塩ではなく鉱物誘導体（[[caustic soda/ja|苛性ソーダ]]、NaOH、灰汁）から金属[[sodium/ja|ナトリウム]]を抽出することを報告し、元素、ひいては塩が異なることを実証した。金属カリウムと金属ナトリウムの生成は、どちらも元素であることを示すはずであったが、この見解が普遍的に受け入れられるまでには時間がかかった。
+カリウムは水や空気に敏感であるため、この元素の取り扱いには通常[[air-free technique/ja|空気を使わない技術]]が用いられる。窒素や鉱物油や[[kerosene/ja|灯油]]のような飽和炭化水素には反応しない。液体[[ammonia/ja|アンモニア]]に容易に溶解し、0{{nbsp}}℃でアンモニア1000gあたり480gまで溶解する。濃度にもよるが、アンモニア溶液は青から黄色であり、その電気伝導率は液体金属に似ている。カリウムはアンモニアとゆっくりと反応して[[Potassium amide/ja|{{chem|KNH|2}}]]を形成するが、この反応は微量の遷移金属塩によって加速される。カリウムは[[salts/ja|塩]]を金属に還元することができるので、[[:en:Rieke metal|Rieke法]]によって微分された金属をその塩から調製する際に還元剤としてよく使われる。マグネシウムの調製がその例である：
+:{{chem2|[[Magnesium chloride/ja|MgCl2]] + 2 K → Mg + 2 KCl}}
+==発生{{Anchor|Occurrence}}==
+[[File:PotassiumFeldsparUSGOV.jpg|thumb|left|upright|[[:en:feldspar|長石]]に含まれるカリウム]]
+カリウムは[[:en:supernova|超新星]]において、より軽い原子からの[[nucleosynthesis/ja|核合成]]によって生成される。カリウムは主にII型超新星において[[Supernova nucleosynthesis/ja|爆発的酸素燃焼過程]]を経て生成される。これらは核[[Nuclear_Fusion/ja|融合]]反応であり、酸素中でのカリウムの化学的燃焼と混同してはならない。{{chem|40|K}}は{{Nowrap|[[s-process/ja|s-process]]}}核合成や[[neon burning process/ja|ネオン燃焼過程]]でも生成される。
+カリウムは太陽系で20番目に多い元素であり、地球では17番目に多い元素である。[[:en:Earth's crust|地殻]]の重量の約2.6%を占め、地殻中で7番目に豊富な元素である。海水中のカリウム濃度は0.39{{nbsp}}g/L（0.039 wt/v%）で、ナトリウム濃度の約27分の1である。
+===地質学===
+カリウムは反応性が高いため、自然界には存在しない。水と激しく反応し、酸素とも反応する。[[:en:Orthoclase|正斜長石]]（カリウム長石）は一般的な造岩鉱物である。例えば[[:en:Granite|花崗岩]]には5%のカリウムが含まれており、これは地殻の平均を大きく上回っている。[[sylvite/ja|シルバイト]]（KCl）、[[carnallite/ja|カルナライト]]（{{chem2|KCl*MgCl2*6H2O}}）、[[kainite/ja|カイナイト]]（{{chem2|MgSO4*KCl*3H2O}}）、[[langbeinite/ja|ラングベーナイト]]（{{chem2|MgSO4*K2SO4}}）は、世界中の大規模な[[evaporite/ja|エバポライト]]鉱床で見られる鉱物である。鉱床はしばしば、最も溶解度の低いものが底部に、最も溶解度の高いものが上部にある層を示す。ナイター（[[potassium nitrate/ja|硝酸カリウム]]）の鉱床は、大気と接触した有機物の分解によって形成される。
+==商業生産{{Anchor|Commercial production}}==
+===採掘===
+[[File:Museo de La Plata - Silvita.jpg|thumb|left| [[Sylvite/ja|シルバイト]]（ニューメキシコ産）]]
+[[File:Wintershall Monte Kali 12.jpg|thumb|[[:en:Monte Kali (Heringen)|Monte Kali]]は、ドイツ[[:en:Hesse|ヘッセン州]]のカリ採掘・[[:en:beneficiation|選鉱]]廃ヒープであり、ほとんどが[[sodium chloride/ja|塩化ナトリウム]]からなる。]]
+[[:en:carnallite|カルナライト]]、[[:en:langbeinite|ラングベーナイト]]、[[:en:polyhalite|ポリハライト]]、[[sylvite/ja|シルバイト]]などのカリウム塩は、古代の湖底や[[:en:seabed|海底]]に広範な[[evaporite/ja|エバポライト]]鉱床を形成しており、このような環境でのカリウム塩の抽出は商業的に実行可能である。カリウムの主要な供給源であるカリは、[[:ja:カナダ|カナダ]]、[[:ja:ロシア|ロシア]]、[[:ja:ベラルーシ|ベラルーシ]]、[[:ja:カザフスタン|カザフスタン]]、[[:ja:ドイツ|ドイツ]]、[[:ja:イスラエル|イスラエル]]、アメリカ、[[:ja:ヨルダン|ヨルダン]]、その他世界中で採掘されている。最初に採掘された鉱床はドイツのシュタイスフルト近郊にあったが、鉱床は[[:ja:イギリス|イギリス]]からドイツを越えてポーランドにまで及んでいる。それらは[[:en:Zechstein|ゼクシュタイン]]にあり、中期から後期の[[:en:Permian|ペルム紀]]に堆積したものである。これまでに発見された中で最大の鉱床は、カナダの[[:en:Saskatchewan|サスカチュワン州]]の地下{{convert|1000|m|ft|abbr=off|sp=us}}にある。鉱床は[[:en:Middle Devonian|中期デボン紀]]に産出する[[:en:Elk Point Group|エルク・ポイント層群]]にある。サスカチュワン州では、1960年代からいくつかの大規模な鉱山が操業しており、湿った砂（ブレアモア層）を凍らせて坑道を掘る技術を開拓した。合併するまでサスカチュワン州の主要なカリ鉱山会社は[[:en:Potash Corporation of Saskatchewan|ポタッシュ・コーポレーション・オブ・サスカチュワン]]であり、現在は[[:en:Nutrien|ニュートリエン]]である。[[:ja:死海|死海]]の水はイスラエルとヨルダンがカリの供給源として使用しているが、通常の海洋の濃度は現在の価格では商業生産には低すぎる。
+===化学的抽出===
+カリウム塩をナトリウム化合物やマグネシウム化合物から分離するには、いくつかの方法が用いられる。最もよく使われる方法は、塩の溶解度の違いを利用した分別沈殿である。一部の鉱山では、地中の混合塩を静電分離する方法も用いられている。得られたナトリウムとマグネシウムの廃棄物は地下に貯蔵されるか、[[:en:slag heap|スラグヒープ]]に積み上げられる。採掘されたカリウム鉱物の大部分は、加工後に塩化カリウムになる。鉱物業界では、塩化カリウムをカリ、カリ酸ムリエート、または単にMOPと呼ぶ。
+純粋な金属カリウムは、その[[potassium hydroxide/ja|水酸化物]]を電気分解することによって単離することができる。電解法は1920年代に開発され工業的に使用されるようになったが、1950年代にはナトリウムと[[potassium chloride/ja|塩化カリウム]]を化学平衡反応させる熱法が主流となった。
+:Na + KCl → NaCl + K
+[[NaK/ja|ナトリウムカリウム合金]]の製造は、反応時間と反応に使用するナトリウムの量を変えることによって達成される。[[potassium fluoride/ja|フッ化カリウム]]と[[calcium carbide/ja|炭化カルシウム]]の反応を利用したグリースハイマー法もカリウムの製造に用いられた。
+:{{chem2|2 KF + CaC2 → 2 K + CaF2 + 2 C}}
+[[reagent/ja|試薬グレード]]のカリウム金属は、[[:en:tonne|トン]]単位で購入した場合、2010年には1[[:en:pound (mass)||ポンド]]あたり約10.00ドル（1[[:en:kg|kg]]あたり22ドル）である。純度の低い金属はかなり安い。金属の長期保管が難しいため、市場は不安定である。傷がつくと[[:en:Detonation|起爆]]する感圧性の[[:en:explosive|爆薬]]である[[potassium superoxide/ja|過酸化カリウム]]の表面層の形成を防ぐために、乾燥した[[inert gas/ja|不活性ガス]]雰囲気または[[anhydrous/ja|無水]]の[[mineral oil/ja|鉱油]]中で保管しなければならない。その結果、爆発はしばしば消火困難な火災を引き起こす。
+===陽イオンの同定===
+カリウムは現在ではイオン化技術によって定量されるが、かつては[[:en:gravimetric analysis|重量分析]]によって定量されていた。
+カリウム塩を沈殿させるための試薬としては、[[sodium tetraphenylborate/ja|テトラフェニルホウ酸ナトリウム]]、[[hexachloroplatinic acid/ja|ヘキサクロロ白金酸]]、[[sodium cobaltinitrite/ja|コバルト亜硝酸ナトリウム]]をそれぞれ[[potassium tetraphenylborate/ja|テトラフェニルホウ酸カリウム]]、[[potassium hexachloroplatinate/ja|ヘキサクロロ白金酸カリウム]]、[[potassium cobaltinitrite/ja|コバルト亜硝酸カリウム]]に変換するものがある。
+[[sodium cobaltinitrite/ja|コバルト亜硝酸ナトリウム]]との反応がその例である：
+:{{chem2|3 K+ + Na3[Co(NO2)6] → K3[Co(NO2)6] + 3 Na+}}
+コバルト亜硝酸カリウムは黄色の固体として得られる。
+==商業的利用{{Anchor|Commercial uses}}==
+===肥料===
+[[File:Patentkali (Potassium sulfate with magnesium).jpg|thumb|硫酸カリウム・硫酸マグネシウム肥料]]
+カリウムイオンは[[plant/ja|植物]]の栄養に不可欠な成分であり、ほとんどの[[soil/ja|土壌]]に含まれている。それらは[[potassium chloride/ja|塩化物]]（KCl）の形で[[agriculture/ja|農業]]、[[horticulture/ja|園芸]]、[[hydroponic/ja|水耕栽培]]の[[fertilizer/ja|肥料]]として使用される、 [[potassium sulfate/ja|硫酸塩]]（{{chem2|K2SO4}}）、または[[potassium nitrate|nitrate/ja|硝酸塩]]（{{chem2|KNO3}}）の形で、「K」[[labeling of fertilizer/ja|肥料の表示|in "NPK"]]を表す。農業用肥料は世界のカリウム化学生産量の95％を消費しており、このカリウムの約90％はKClとして供給されている。ほとんどの植物のカリウム含有量は、作物の収穫重量の0.5%から2%の範囲であり、従来は{{chem2|K2O}}の量で表されていた。現代の高[[:en:Crop yield|収量]]農業は、収穫時に失われるカリウムを補うための肥料に依存している。ほとんどの農業用肥料は塩化カリウムを含むが、硫酸カリウムは塩化カリウムに敏感な作物や、より高い硫黄含有量を必要とする作物に使用される。硫酸カリウムは、主に複雑な鉱物である[[kainite/ja|カイナイト]]（{{chem2|MgSO4*KCl*3H2O}}）と[[langbeinite/ja|ラングベーナイト]]（{{chem2|MgSO4*K2SO4}}）の分解によって生成される。硝酸カリウムを含む肥料はごくわずかである。2005年には、世界のカリウム生産量の約93％が肥料産業によって消費された。さらに、カリウムはリターの組成をコントロールすることによって、栄養循環において重要な役割を果たすことができる。
+<span id="Medical_use"></span>
+==医療用途==
+{{Anchor|Medical uses}}
+====クエン酸カリウム====
+[[potassium citrate/ja|クエン酸カリウム]]は、[[renal tubular acidosis/ja|腎尿細管性アシドーシス]]と呼ばれる[[kidney stone/ja|腎結石]]の治療に用いられる。
+====塩化カリウム====
+{{see also/ja|Potassium chloride (medical use)/ja}}
+カリウムは塩化カリウムの形で、[[low blood potassium/ja|低血中カリウム]]の治療と予防のための医薬品として使用される。低血中カリウムは、[[vomiting/ja|嘔吐]]、[[diarrhea/ja|下痢]]、または特定の医薬品が原因で起こることが[[intravenous infusion/ja|静脈への緩徐注射]]または経口投与で投与される。
+===食品添加物===
+酒石酸ナトリウムカリウム（{{chem2|KNaC4H4O6}}、[[Rochelle salt/ja|ロッシェル塩]]）は、いくつかの種類の[[baking powder/ja|ベーキングパウダー]]の主成分である。鏡の[[:en:silvering|銀化]]にも使われる。[[potassium bromate/ja|臭素酸カリウム]]（{{chem2|KBrO3}}）は強力な酸化剤（E924）であり、[[dough/ja|生地]]の強度と立ち上がりの高さを改善するために使用される。[[Potassium bisulfite/ja|重亜硫酸カリウム]]（{{chem2|KHSO3}}）は食品保存料として使用され、例えば[[wine/ja|ワイン]]や[[beer/ja|ビール]]製造に使用される（肉類には使用されない）。また、織物や藁の[[:en:bleach|漂白]]、[[:en:leather|皮革]]のなめしにも用いられる。
+===工業用===
+主なカリウム化学製品は、水酸化カリウム、炭酸カリウム、硫酸カリウム、塩化カリウムである。これらの化合物は年間数メガトン生産されている。
+KOHは強塩基であり、工業的には強酸・弱酸の中和、[[pH/ja|pH]]の調整、カリウム[[salt (chemistory)/ja|塩]]の製造に用いられる。また、[[:en:saponification|けん化]]油脂、[[oils/ja|オイル]]、工業用洗浄剤、[[esters/ja|エステル]]などの加水分解反応にも用いられる。
+[[Potassium nitrate/ja|硝酸カリウム]]（{{chem2|KNO3}}）または塩硝は、[[:en:guano|グアノ]]や[[:en:evaporites|エバポライト]]などの自然源から得られるか、[[:en:Haber process|ハーバー法]]によって製造される; 火薬（[[:en:black powder|黒色火薬]]）の[[oxidant/ja|酸化剤]]であり、重要な農業肥料である。[[potassium cyanide/ja|シアン化カリウム]]（KCN）は工業的には[[complex (chemistry)/ja|錯体]]を形成して[[copper/ja|銅]]や貴金属、特に[[silver/ja|銀]]や[[gold/ja|金]]を溶解するのに用いられる。その用途は、これらの[[metal/ja|金属]]の[[:en:gold mining|金採掘]]、[[:en:electroplating|電気めっき]]、[[:en:electroforming|電鋳]]などであり、[[organic synthesis/ja|有機合成]]では[[nitriles/ja|ニトリル]]を作るのにも使われる。炭酸カリウム（{{chem2|K2CO3}}またはカリ）はガラス、石鹸、カラーテレビ管、蛍光灯、繊維染料、顔料の製造に使われる。[[Potassium permanganate/ja|過マンガン酸カリウム]]（{{chem2|KMnO4}}）は酸化・漂白・精製物質であり、[[saccharin/ja|サッカリン]]の製造に使われる。[[Potassium chlorate/ja|塩素酸カリウム]]（{{chem2|KClO3}}）はマッチや爆薬に添加される。[[Potassium bromide/ja|臭化カリウム]]（KBr）は、以前は鎮静剤として、また写真撮影に使用されていた。
+[[potassium chromate/ja|クロム酸カリウム]]（{{chem2|K2CrO4}}）は、[[:en:ink|インク]]、[[:en:dye|染料]]、木材の[[:en:stain|ステイン]]（木材中の[[tannic acid/ja|タンニン酸]]と反応することによって）など、多くの異なる商業製品の製造に使用されている、 また、[[:en:explosive|爆薬]]、[[:en:fireworks|花火]]、[[:en:fly paper|フライ・ペーパー]]、[[:en:safety match|安全マッチ]]、皮革の鞣しなどにも使用されるが、これらの用途はすべてカリウムイオンではなく[[chromate ion/ja|クロム酸イオン]]の化学的性質によるものである。
+====ニッチな用途====
+様々なカリウム化合物の用途は何千とある。その一例が[[potassium superoxide/ja|カリウム・スーパーオキシド]]、{{chem2|KO2}}であり、オレンジ色の固体で、携帯用酸素源および二酸化炭素吸収剤として機能する。気体の酸素よりも体積が少なくてすむため、[[:en:Rebreather#Rebreathers using an absorbent that releases oxygen|呼吸システム]]の鉱山、潜水艦、宇宙船などで広く使われている。
+:{{chem2|4 KO2 + 2 CO2 → 2 K2CO3 + 3 O2}}
+別の例としては、[[potassium cobaltinitrite/ja|コバルト亜硝酸カリウム]]、{{chem2|K3[Co(NO2)6]}}があり、これは[[:en:Aureolin|オーレオリン]]またはコバルトイエローの名で画家の顔料として使用されている。
+カリウムの安定同位体は[[Laser cooling/ja|レーザー冷却]]することができ、[[:en:Quantum technology|量子物理学]]の基本的な問題や[[:en:Quantum mechanics|技術的な問題]]を探るのに使われる。2つの[[boson/ja|ボゾン]]同位体は、調整可能な相互作用を必要とする研究を可能にする便利な[[Feshbach resonance/ja|フェッシュバッハ共鳴]]を持っており、{{chem|40|K}}はアルカリ金属の中で2つしかない安定な[[fermion/ja|フェルミオン]]の1つである。
+====実験室での使用====
+ナトリウムとカリウムの[[alloy/ja|合金]]である[[NaK/ja|NaK]]は、[[air-free technique/ja|乾式無風溶媒]]を製造するための熱媒体や[[desiccant/ja|乾燥剤]]として使用される液体である。[[reactive distillation/ja|反応性蒸留]]にも使用できる。12%Na、47%K、41%Csの三元合金は、金属化合物の中で最も低い融点-78{{nbsp}}℃を持つ。
+金属カリウムはいくつかのタイプの[[:en:magnetometer|磁力計]]に使われている。
+==生物学的役割{{Anchor|Biological role}}==
+{{Main/ja|Potassium in biology/ja}}
+カリウムは人体において質量比で8番目か9番目に多い元素（0.2％）であり、体重60{{nbsp}}kgの成人は合計約120{{nbsp}}gのカリウムを含む。体内には硫黄や塩素と同程度のカリウムが存在し、より豊富なのはカルシウムとリンだけである（どこにでもある[[CHON/ja|CHON]]元素は例外）。
+===生化学的機能===
+カリウム濃度は、以下のような複数の生理学的プロセスに影響を及ぼす。
+*神経組織、筋肉組織、心臓組織における細胞膜電位の静止と活動電位の伝播。静電的および化学的特性により、{{chem2|K+}}イオンは{{chem2|Na+}}イオンよりも大きく、細胞膜のイオンチャネルとポンプは2つのイオンを区別することができ、2つのイオンの一方を積極的にポンピングするか受動的に通過させ、もう一方をブロックする。
+*ホルモン分泌と作用
+*血管緊張
+*全身の血圧調節
+*消化管運動
+*酸基盤の恒常性
+*グルコースおよびインシュリン新陳代謝
+*ミネラルコルチコイド作用
+*腎臓の集中の能力
+*流動性および電解質のバランス
+*局所皮質モノアミン作動性ノルエピネフリン、セロトニン、ドーパミンレベル、そしてそれらを通して睡眠と覚醒のバランス、自発的活動。
+===ホメオスタシス===
+カリウムのホメオスタシスとは、拍動性の摂取（食事）、義務的な腎排泄、細胞内と細胞外のコンパートメント間の移動に直面しながら、全身のカリウム含有量、血漿カリウム濃度、細胞内と細胞外のカリウム濃度の比率を狭い範囲内に維持することを示す。
+====血漿レベル====
+血漿カリウムは通常、複数のメカニズムにより、1リットル当たり3.5～5.5ミリモル（mmol）［またはミリ当量（mEq）］に保たれている。この範囲外の値は、複数の原因による死亡率の上昇と関連しており、血清カリウム値が正常範囲内に維持されない場合、心臓、腎臓、肺の疾患の一部はより急速に進行する。
+平均40-50{{nbsp}}mmolの食事は、全血漿中（20-25{{nbsp}}mmol）に存在するよりも多くのカリウムを身体に提示する。この急増により、腎および腎外機序によってクリアランスされる前に、血漿カリウムは10％まで上昇する。
+血漿中のカリウムの欠乏である[[Hypokalemia/ja|低カリウム血症]]は、重症になると致命的である。一般的な原因は、消化管喪失の増加（[[vomiting/ja|嘔吐]]、[[diarrhea/ja|下痢]]）および腎喪失の増加（[[polyuria/ja|利尿]]）である。欠乏症状としては、筋力低下、[[paralytic ileus/ja|麻痺性イレウス]]、心電図異常、反射反応低下；重症の場合は呼吸麻痺、[[alkalosis/ja|アルカローシス]]、[[cardiac arrhythmia/ja|心不整脈]]などがある。
+====制御メカニズム====
+血漿中のカリウム含量は、4つの基本的なメカニズムによって厳密に制御されており、これらのメカニズムには様々な名称や分類がある。これらは以下の通りである：
+# 反応性ネガティブ・フィードバック・システム、
+# 反応性フィードフォワードシステム
+# 予測または[[circadian/ja|概日]]システム、および
+# 内部または細胞膜輸送システムである。
+最初の3つを総称して「外部カリウム恒常性システム」、最初の2つを「反応性カリウム恒常性システム」と呼ぶこともある。
+* 反応性ネガティブフィードバックシステムとは、血漿カリウムの上昇（カリウムの摂取、細胞外への移行、静脈内注入）に反応して、カリウムの腎分泌を誘導するシステムのことである。
+* 反応性フィードフォワード系とは、血漿カリウムが上昇する前に、カリウム摂取に反応して腎カリウム分泌を誘導する、不完全に理解されている系を指す。これはおそらく、摂取されたカリウムを検出し、[[vagal/ja|迷走神経]][[afferent nerve fiber/ja|求心性]]シグナルを誘発する腸細胞のカリウム受容体によって開始される。
+* 予測系または概日系は、カリウム摂取の有無や量とは無関係に、食事の時間帯（例えばヒトでは昼間、げっ歯類では夜間）にカリウムの腎分泌を増加させる。これは脳（中枢時計）の[[suprachiasmatic nucleus/ja|視交叉上核]]にある[[circadian oscillator/ja|概日発振器]]によって媒介され、腎臓（末梢時計）にこのリズムの概日法でカリウムを分泌させる。
+[[File:Scheme sodium-potassium pump-ja.svg|thumb|right|upright=1.8|[[sodium-potassium pump/ja|ナトリウム-カリウムポンプ]]の作用は、一次[[active transport/ja|能動輸送]]の一例である。左側の細胞膜に埋め込まれた2つの担体タンパク質は、[[Adenosine triphosphate/ja|アデノシン三リン酸|ATP]]を使ってナトリウムを濃度勾配に逆らって細胞外に移動させている。右側の2つのタンパク質は、二次的能動輸送を使ってカリウムを細胞内に移動させている。この過程でATPが再構成される。]]
+* イオン輸送系は、2つのメカニズムを用いてカリウムを細胞膜を横切って移動させる。一つは能動的で、ナトリウムを細胞外に、カリウムを細胞内に送り出す。もう1つは受動的で、カリウムを細胞外に漏出させる。カリウムとナトリウムの陽イオンは、[[osmotic/ja|浸透圧]]力によって細胞内区画と細胞外区画の間の体液分布に影響を与える。細胞膜を介したカリウムとナトリウムの移動は、[[Na⁺/K⁺-ATPase/ja|Na⁺/K⁺-ATPase]]ポンプによって媒介される。この[[Ion transporter/ja|イオンポンプ]]は、[[Adenosine triphosphate/ja|ATP]]を用いて、3つのナトリウムイオンを細胞外に、2つのカリウムイオンを細胞内に送り出し、細胞膜全体に電気化学的勾配と起電力を作り出す。非常に選択性の高い[[potassium ion channels/ja|カリウムイオンチャネル]]（[[tetramer/ja|四量体]]である）は、一例を挙げると、活動電位が引き起こされた後の[[neuron/ja|ニューロン]]内の[[Hyperpolarization (biology)/ja|過分極]]に極めて重要である。最も最近発見されたカリウムイオンチャネルはKirBac3.1であり、これで構造が決定されたカリウムイオンチャネルは全部で5つ（KcsA、KirBac1.1、KirBac3.1、KvAP、MthK）となった。5つとも[[prokaryotic/ja|原核生物]]由来のものである。
+====腎濾過、再吸収、排泄====
+腎におけるカリウムの取り扱いは、ナトリウムの取り扱いと密接な関係がある。カリウムは動物細胞内の主要な陽イオン（プラスイオン）であり（150{{nbsp}}mmol/L、4.8{{nbsp}}g/L）、ナトリウムは[[細胞外液]]の主要な陽イオンである（150{{nbsp}}mmol/L、3.345{{nbsp}}g/L）。腎臓では、1日に約180{{nbsp}}リットルの血漿が[[糸球体（腎臓）｜糸球体]]を通って[[腎尿細管]]に濾過される。このろ過には、約600{{nbsp}}mgのナトリウムと33{{nbsp}}mgのカリウムが含まれる。ナトリウムの1～10{{nbsp}}mgとカリウムの1～4{{nbsp}}mgだけが食事で補充される可能性が高いので、腎ろ過は残りを血漿から効率的に再吸収しなければならない。
+ナトリウムは、細胞外容量、浸透圧、血清ナトリウム濃度を狭い範囲内に維持するために再吸収される。カリウムは、血清カリウム濃度を狭い範囲内に維持するために再吸収される。腎尿細管の[[Sodium pump/ja|ナトリウムポンプ]]は、ナトリウムを再吸収するために作動する。カリウムは保存されなければならないが、血漿中のカリウム量は非常に少なく、細胞内のカリウムプールはその約30倍であるため、カリウムにとってそれほど危機的な状況ではない。カリウムは、見かけ上（実際にはそうではないが）の[[Donnan equilibrium/ja|ドナン平衡]]に応じて、ナトリウムと逆流しながら受動的に移動するため、尿は、処理の最後に積極的に水分を排泄する場合を除いて、血清中のカリウム濃度以下に沈むことはない。カリウムは尿が尿細管に達するまでに2回排泄され、3回再吸収される。その時点で、尿のカリウム濃度は通常血漿とほぼ同じである。処理の最後に、血清濃度が高すぎる場合は、カリウムがもう1回分泌される。
+カリウムを摂取しないと、1日あたり約200{{nbsp}}mgが排泄され、1週間ほどで血清中のカリウムは3.0～3.5{{nbsp}}mmol/Lの軽度欠乏レベルまで低下する。それでもカリウムを控えると、重度の欠乏症が最終的に死に至るまで、濃度は下がり続ける。
+カリウムは細胞膜の孔を通って受動的に移動する。イオンが[[ion transporter/ja|イオントランスポーター]]（ポンプ）を通って移動するとき、ポンプには細胞膜の両側にゲートがあり、一度に開くことができるゲートは1つだけである。その結果、1秒間に約100個のイオンが押し出される。[[ion channel/ja|イオンチャネル]]にはゲートが1つしかなく、1種類のイオンしか流れない。細孔を開くにはカルシウムが必要であるが、カルシウムは細孔の少なくとも1つを塞ぐことで逆に働くこともある。アミノ酸の細孔内部のカルボニル基は、細孔内部の4つのカルボニル基の静電荷の性質によって、水溶液中で起こる水の水和を模倣している。
+<span id="Nutrition"></span>
+===栄養===
+====食事摂取基準====
+[[:en:National Academy of Medicine|全米医学アカデミー]]（NAM）は、米国とカナダを代表して、推定平均所要量（EAR）と推奨食事許容量（RDA）を含む[[Dietary Reference Intake/ja|食事摂取基準]]、またはEARとRDAを設定するのに十分な情報がない場合の[[Adequate Intake/ja|適正摂取量]]（AI）を設定する。
+歳未満の男女ともに、カリウムの基準値は以下の通りである： 0～6ヵ月児にはカリウム400{{nbsp}}mg、7～12ヵ月児にはカリウム860{{nbsp}}mg、1～3歳児にはカリウム2,000{{nbsp}}mg、4～8歳児にはカリウム2,300{{nbsp}}mgである。
+歳以上の男性の場合、カリウムのAIは以下の通りである： 9～13歳の男性ではカリウム2,500{{nbsp}}mg、14～18歳の男性ではカリウム3,000{{nbsp}}mg、19歳以上の男性では3,400{{nbsp}}mgである。
+歳以上の女性の場合、カリウムのAIは2,300{{nbsp}}mgである： 9～18歳の女性ではカリウム2,300{{nbsp}}mg、19歳以上の女性ではカリウム2,600{{nbsp}}mgである。
 妊娠中および授乳中の女性については、カリウムのAIは次のとおりである： さらに、14～18歳の授乳期の女性にはカリウム2,500{{nbsp}}mg、19歳以上の授乳期の女性にはカリウム2,800{{nbsp}}mgである。安全性に関しては、NAMはビタミンとミネラルについても[[tolerable upper intake level/ja|耐容上限摂取量]]（UL）を設定しているが、カリウムについてはエビデンスが不十分であったため、ULは設定されていない。
+年現在、ほとんどのアメリカ人成人の摂取量は3,000{{nbsp}}mg未満である。
+同様に、欧州連合、特にドイツとイタリアでは、カリウムの摂取不足がやや一般的である。[[:en:National Health Service|イギリス国民保健サービス]]も同様の摂取を推奨しており、成人は1日あたり3,500{{nbsp}}mgが必要であり、過剰摂取は胃痛や[[diarrhea/ja|下痢]]などの健康問題を引き起こす可能性があるとしている。
+年、[[:en:National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine|米国科学・工学・医学アカデミー]]は、カリウムの適正摂取量を、妊娠・授乳中でない19歳以上の女性は2,600&nbsp;mg/日、19歳以上の男性は3,400&nbsp;mg/日に改定した。
+====食物摂取源====
+カリウムはすべての果物、野菜、肉、魚に含まれている。カリウムを多く含む食品としては、[[Yam (vegetable)/ja|ヤム]]、[[parsley/ja|パセリ]]、干し[[apricot/ja|アプリコット]]、[[milk/ja|牛乳]]、[[chocolate/ja|チョコレート]]などがある、 [[nut (fruit)/ja|ナッツ類]]（特に[[almond/ja|アーモンド]]と[[pistachio/ja|ピスタチオ]]）、[[potato/ja|ジャガイモ]]、[[bamboo shoot/ja|タケノコ]]、[[banana/ja|バナナ]]、[[avocado/ja|アボカド]]、[[coconut water/ja|ココナッツウォーター]]、[[soybean/ja|大豆]]、[[bran/ja|ふすま]]などである。
+[[:en:United States Department of Agriculture|米国農務省]]はまた、[[tomato paste/ja|トマトペースト]]、[[orange juice/ja|オレンジジュース]]、[[beet greens/ja|ビートグリーン]]、[[white beans/ja|白いんげん豆]]、[[cooking banana/ja|プランタン]]、その他多くのカリウムの食事供給源を、カリウム含有量の多い順にリストアップしている。1日分のカリウムは、プランタン5個分またはバナナ11本分に含まれる。
+====摂取不足====
+カリウムの少ない食事は、[[hypertension/ja|高血圧]]や[[hypokalemia/ja|低カリウム血症]]の原因となる。
+====サプリメント化{{Anchor|Supplementation}}====
+カリウムのサプリメントは、[[distal tubule/ja|遠位尿細管]]の上流でナトリウムと水の再吸収を阻害する[[diuretic/ja|利尿薬]]（[[thiazide/ja|サイアザイド]]および[[loop diuretics/ja|ループ利尿薬]]）と併用するのが最も広く用いられている。さまざまな処方薬や市販のサプリメントが利用できる。塩化カリウムは水に溶かしてもよいが、塩辛い/苦い味がするため、液体のサプリメントは口に合わない。一般的な用量は10{{nbsp}}mmol（400{{nbsp}}mg）から20{{nbsp}}mmol（800{{nbsp}}mg）である。固形錠剤に隣接して発生する非常に高濃度のカリウムイオンは、胃や腸の粘膜を傷つける可能性があるため、カリウムがマトリックスからゆっくりと溶出するように処方されている。このため、米国では非処方のカリウム錠剤は、法律で最大99{{nbsp}}mgのカリウムに制限されている。
+カリウムの補給は、クエン酸塩や塩化物などの他の代謝産物と組み合わせて、特定の臨床効果を得ることもできる。
+カリウムサプリメントは高血圧の影響を緩和し、心血管リスクを軽減するために採用されることがある。[[Potassium chloride/ja|塩化カリウム]]と[[potassium bicarbonate/ja|炭酸水素カリウム]]は軽度の[[hypertension/ja|高血圧]]をコントロールするのに有用であろう。2020年には、カリウムは米国で33番目に多く処方された医薬品であり、17{{nbsp}}万以上の処方があった。カリウムの補給は、本態性高血圧患者の収縮期血圧と拡張期血圧の両方を低下させることが示されている。
+さらに、放置すると腎合併症を引き起こす可能性のある腎結石の形成を予防する目的で、カリウムサプリメントが採用されることもある。カリウム濃度が低いと、腎臓でのカルシウム再吸収が低下し、尿中カルシウムの上昇や腎結石の形成リスクが高まる。適切なカリウム濃度を維持することで、このリスクを減らすことができる。
+カリウムの作用機序には、細胞膜を横切るカリウムの移動を促進する様々な種類のトランスポーターやチャネルが関与している。このプロセスは、水素イオンの汲み出しを増加させる。その結果、胃酸の分泌が促進され、胃潰瘍の発症につながる可能性がある。
+カリウムは骨の健康に関与している。体内の酸塩基平衡に寄与し、骨組織の保護に役立つ。カリウム塩は、骨の健康維持を助けるアルカリ成分を生成する。
+糖尿病患者には、特に2型糖尿病患者にはカリウムの補給が必要かもしれない。カリウムは膵臓のβ細胞によるインスリンの分泌に不可欠であり、グルコースレベルを調節するのに役立っている。カリウムが十分でないと、インスリンの分泌が悪くなり、高血糖や糖尿病の悪化につながる。
+カリウムの過剰摂取は、胃腸の不快感や心臓のリズムの乱れといった悪影響を及ぼす可能性がある。
+カリウムの補給は潰瘍、特に消化性潰瘍疾患に関連して副作用をもたらす可能性がある。カリウムチャネルは胃酸分泌を増加させる可能性があり、潰瘍のリスクを高めることにつながる。消化性潰瘍疾患に使用される医薬品は「プロトンポンプ阻害薬」として知られ、H/K ATPaseを活性化するカリウムポンプを阻害することによって作用する。この阻害作用により、塩酸の胃壁細胞への分泌が抑制され、酸性合成が減少し、潰瘍のリスクが低下する。虚血性心疾患の治療に用いられる薬物であるニコランジルは、硝酸塩およびカリウムATPチャネルを刺激する可能性があり、その結果、消化管潰瘍、口腔潰瘍、肛門潰瘍などの副作用と関連している。カリウムサプリメントの長期的かつ慢性的な使用は、消化管（GI）以外の潰瘍など、より重篤な副作用に関連している。アンジオテンシノーゲン変換酵素阻害薬、アンジオテンシン受容体拮抗薬、カリウム温存利尿薬を服用している患者には、厳重な監視が必要である。
+====味蕾による検出====
+カリウムは、濃度に応じて5種類の味覚のうち3種類を誘発するため、味覚で感知することができる。カリウムイオンの希薄溶液は甘味を感じ、牛乳やジュースに適度な濃度で含まれるようになるが、高濃度になると苦味やアルカリ性が増し、最後には塩味も感じるようになる。高濃度カリウム溶液の苦味と塩味の組み合わせは、液体飲料による高用量カリウム補給を嗜好上の難題にしている。
+==注意事項{{Anchor|Precautions}}==
+{{Chembox
+| container_only = yes
+|Section7={{Chembox Hazards
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+| GHSPictograms = {{GHS02}}{{GHS05}}
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+ }}
+}}
+金属カリウムは水と激しく反応し、KOHと[[hydrogen/ja|水素]]ガスを発生させる。
+:{{chem2|2 K(s) + 2 H2O(l) → 2 KOH(aq) + H2(g)↑}}
+[[File:Potassium water 20.theora.ogv|thumb|left|alt=カリウムの金属片を水の入った透明な容器に落とすと、ピンク色や薄紫色の鮮やかな炎で短時間燃え続け、最後にポンと水しぶきを上げる。|金属カリウムと水の反応。水素が発生し、カリウムの蒸気とともにピンク色または薄紫色の炎で燃える。溶液中で強アルカリ性の水酸化カリウムが生成する。]]
+この反応は発熱性で、酸素の存在下、生成した水素を発火させるのに十分な熱を放出する。微粉末のカリウムは室温の空気中で発火する。バルクの金属は加熱すると空気中で発火する。密度は0.89{{nbsp}}g/cm<sup>3</sup>であるため、燃焼したカリウムは大気中の酸素にさらされた水に浮く。水を含む多くの一般的な消火剤は効果がないか、カリウム火災を悪化させる。[[nitrogen/ja|窒素]]、[[argon/ja|アルゴン]]、[[sodium chloride/ja|塩化ナトリウム]]（食卓塩）、[[sodium carbonate/ja|炭酸ナトリウム]]（ソーダ灰）、[[silicon dioxide/ja|二酸化ケイ素]]（砂）は乾燥していれば有効である。金属火災用の[[:en:Fire extinguisher|クラスD]]粉末消火器も有効である。これらの薬剤は火から酸素を奪い、カリウム金属を冷却する。
+貯蔵中、カリウムは過酸化物やスーパーオキシドを形成する。これらの過酸化物は油などの[[organic compound/ja|有機化合物]]と激しく反応することがある。過酸化物も過酸化物も金属カリウムと爆発的に反応することがある。
+カリウムは空気中の水蒸気と反応するため、通常、無水鉱物油または灯油の下で保管される。リチウムやナトリウムと異なり、カリウムは、不活性（酸素を含まない）雰囲気または真空下でない限り、6ヶ月を超えて油の下で保管すべきではない。空気中で長期間保管すると、衝撃に弱い危険な過酸化物が金属上や容器の蓋の下に形成され、開封時に爆発する恐れがある。
+大量のカリウム化合物を摂取すると[[hyperkalemia/ja|高カリウム血症]]を引き起こし、心血管系に強い影響を与える。塩化カリウムはアメリカでは[[lethal injection/ja|致死注射]]の処刑に使われる。
+==こちらも参照==
+{{Portal bar|Contents|Science|Medicine|Chemistry|Cornwall|Physics|Geophysics}}
+==参考文献==
+* {{cite book|doi = 10.1002/14356007.a22_031.pub2|title = Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry|date = 2006|ref=Burkhardt|last = Burkhardt |first=Elizabeth R.|chapter = Potassium and Potassium Alloys|isbn = 978-3-527-30673-2|volume=A22|pages=31–38 }}
+* {{cite book|ref=Greenwood|last1=Greenwood|first1=Norman N.|last2=Earnshaw |first2=Alan|date=1997|title=Chemistry of the Elements |edition=2nd|publisher= Butterworth-Heinemann|isbn=978-0-08-037941-8}}
+* {{cite book|ref=Holleman|publisher = Walter de Gruyter|date = 2007|edition = 91–100|isbn = 978-3-11-017770-1|chapter-url=https://books.google.com/books?id=mahxPfBdcxcC|title = Lehrbuch der Anorganischen Chemie|first1 = Arnold F.|last1 = Holleman|last2 = Wiberg|first2 = Egon|last3 = Wiberg|first3 = Nils|chapter = Potassium| language = de}}
+* {{cite book|doi = 10.1002/14356007.a22_031.pub2|title = Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry|date = 2006|ref=Schultz|last1= Schultz|first1 = H.|last2 = Bauer|first2 = G.|last3 = Schachl|first3 = E.|last4 = Hagedorn|first4 = F.|last5 = Schmittinger|first5 = P.|chapter = Potassium compounds|isbn = 978-3-527-30673-2|volume = A22|pages = 39–103}}
+* [https://fdc.nal.usda.gov/fdc-app.html#/ National Nutrient Database] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20140810230234/http://ndb.nal.usda.gov/ndb/search/list |date=2014-08-10 }} at [[USDA]] Website
+==外部リンク==
+{{Sister project links|auto=1|wikt=potassium|n=y|s=y|v=Potassium atom|b=Wikijunior:The Elements/Potassium}}
+* {{pubchem|Potassium}}
+{{Periodic table (navbox)}}
+{{Potassium compounds/ja}}
+[[Category:Potassium| ]]
+[[Category:Chemical elements]]
+[[Category:Alkali metals]]
+[[Category:Desiccants]]
+[[Category:Dietary minerals]]
+[[Category:Reducing agents]]
+[[Category:Chemical elements with body-centered cubic structure]]
+[[Category:Articles containing video clips]]
+[[Category:Pyrophoric materials]]