元素といえば原子番号20番くらいまでがよく登場する。原子番号19番のカリウムは覚えてはいるけどあまりよく知らない、ちょっとマイナーな元素でしょう。しかし、カリウムは生物に欠かせない必須元素のひとつなのです。
そこで今回、カリウムの性質を紹介する。担当は元素大好き化学系科学館職員のたかはしふみかです。
ライター／たかはし ふみか
元素や原子、化学という言葉が好きな科学館職員。幼稚園児から小中学生、保護者と幅広い世代に科学を楽しんでほしいと実験の本を読み漁っている。元素は32番くらいまでは順番に覚えている。
カリウム（K）
原子番号：19
原子量：39.1
融点：63.38℃
密度：0.89g/cm3（室温程度）
発見：1807年（イギリス、デービー）
常温での見た目：銀白色の固体
主な用途：肥料・食品添加物
カリウムはアルカリ金属（周期表の1族に属する元素のうち水素を除いた元素の総称）、典型元素（周期表の1・2族と12族~18族の元素）の一種で、水と激しく反応し1価の陽イオンとなりやすいのが特徴です。このアルカリ金属としての特徴は、また後で解説しますね。カリウムは酸化しやすい為単体で自然界には存在できず、塩化カリウムとして採取されています。
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体内に存在する元素の質量のおよそ0.2％がカリウムです。ちなみに最も多いのは酸素。体内存在量は65%です。一方、地球の地殻中には2.4%ほど存在し、主に鉱石に含まれています。
カリウムこぼれ
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カリウムは英語で potassium、ポタシウムといいます。この由来はpot、鍋 とash、灰が由来となっているのです。
もともとカリウム塩は、木や葉を燃やした灰を鍋に入れて水と共に加熱し、その水を蒸発させることで得ていました。そしてイギリスのハンフリー・デービー（1778~1829）が電気分解によってカリウム元素を単離に成功してpotassiumと名付けたのです。ちなみにこのデービーは、ナトリウムや塩素も発見しています。
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人体に欠かせない必須元素
生命維持に欠かせない、食事などによって摂取しなければならない元素を必須元素といいます。体に欠かせない元素、とは何でしょうか。この必須元素として水素（H）、炭素（C）、窒素（N)、ナトリウム（Na）があげられます。
必須、というだけあってこれらの元素が欠乏すると欠乏症になる恐れがあるのです。その一方で過剰に摂取すれば過剰症や中毒症状を起こす危険性も。カリウムを過剰摂取又はの症状として、以下のものがあげられます。
過剰摂取
高カリウム血症による不整脈
欠乏症
低カリウム血症による筋力の低下、腸閉塞など
カリウムの効能とカリウムを含む食材
カリウムを摂取することは、むくみの解消につながります。カリウムには体内の余分な塩分を排出してくれる効果があるからです。そのため、高血圧の予防にもつながります。また足がつってしまうのも、カリウム不足が原因なのです。
適量取るのは大変そうな気もしますが、自然由来のものを普通に食べていれば適正な量を摂取できるとされています。カリウムを含む食材といえば以下のものが有名です。
果物 バナナ、キウイ
野菜 ジャガイモ、アボカド、パプリカ、切り干し大根
海藻類 昆布、わかめ、ひじき
その他 コーヒー、抹茶、納豆
アルカリ金属としての性質～水に注意
単体の金属カリウムは、消防法の第三類自然発火性物質及び禁水性物質に分類されている危険物です。ここでいう危険物とは取り扱いを間違えると火事につながる危険性を持つ物質のこと。第三類の危険物は燃えやすいもの（可燃性物質）や燃やしやすいもの（酸化物）に分類でき、カリウムの他にナトリウムや黄りんなども第三類に分類されています。
なぜカリウムは危険物なのでしょうか。カリウムはアルカリ金属の一種です。アルカリ金属は水素を除く第1族の元素で、以下の元素が分類されています。
リチウム Li
ナトリウム Na
カリウム K
ルビジウム Rb
セシウム Cs
フランシウム Fr
アルカリ金属は、銀白色の固体で融点が低く柔らかいことが特徴です。1族ということは価電子（最外殻の電子）は1つ。つまり1価の陽イオンになりやすいのがアルカリ金属の特徴なのです。
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アルカリ金属は酸化されやすく、天然では化合物の状態で存在しています。酸化しやすいアルカリ金属は還元性が高く、水と簡単に反応して水素を発生するのです。するとこの水素に反応熱によって火がついてしまうので、アルカリ金属に水をかけると燃えてしまいます。この反応性は、原子番号が大きくなるとより強くなっていくのです。
カリウムの酸化
4K + O2 → 2K2O
カリウムと水の反応
2K + 2H2O → 2KOH + H2↑
＼次のページで「アルカリ金属の炎症反応」を解説！／
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