칼륨(Kalium)은 알칼리 금속에 속하는 1족 화학 원소로 기호는 K이고 원자 번호는 19이다. 포타슘(Potassium)이라고도 한다. 무른 은백색 금속으로 바닷물이나 다른 광물에 주로 화합물의 형태로 널리 분포한다. 공기나 물 속에서 급격히 반응하여 산화하며, 나트륨과 화학적 성질이 비슷하다.
2000년 대한화학회에서 공식 명칭을 IUPAC 명칭인 포타슘으로 개정하되, 당분간은 칼륨도 혼용할 수 있다고 정했다. 대한화학회에서는 2014년부터 포타슘 단독 표기로 방침을 바꿨다.
현재의 국립국어원 지정 표준어는 칼륨이다.
1가 양이온 칼륨(K⁺ )이 포함된 염 즉, 질산칼륨(KNO₂), 염화칼륨(KCl), 황화칼륨(K₂S), 황산칼륨(K₂SO₄), 탄산칼륨(K₂CO₃)은 물에 잘 녹는다.
개요
칼륨은 영국의 화학자 험프리 데이비가 처음 분리해 칼륨은 데이비가 발견한 최초의 원소였다. 1807년에 데이비는 녹은 가성칼리(수산화칼륨, KOH)에 전류를 흐르게 했을 때 은회색 칼륨 입자가 "쉿 소리와 함께 아름다운 라벤더 불꽃을 내면서 탔다"고 말했다.
데이비는 칼륨을 발견할 때 사용한 화합물의 이름을 따서 이 원소를 포타슘이라고 불렀다. 이 화합물의 이름은 고사리 같은 식물을 태웠을 때 남는 재의 이름에서 유래했다. 이 재는 비누로 사용되었다. 수산화나트륨과 함께 수산화칼륨은 아직도 비누 제조에 사용되고 있다.
칼륨으로 만든 비누는 물에 잘 녹는다. 따라서 액체비누는 보통 수산화칼륨으로 만들고 고체 비누는 수산화나트륨으로 만든다. 칼륨의 원소기호 K는 알칼리를 뜻하는 라틴어 칼륨의 첫 글자를 딴 것이다.
칼륨은 지각에 일곱 번째로 풍부한 원소이다. 산업체에서는 칼륨을 함유한 광물 염화칼륨(KCl)을 순수한 나트륨 증기로 가열하여 순수한 칼륨을 생산한다. 나트륨이 칼륨을 대체하여 염화나트륨을 만들고 순수한 칼륨을 증기 형태로 방출한다. 매년 약 200톤 정도의 칼륨이 생산된다. 나트륨과 마찬가지로 산업체에서는 칼륨 원소가 아니라 칼륨 화합물을 이용한다. 칼륨은 반응성이 커서 수송이 어렵고 비싸기 때문이다.
가장 중요한 칼륨 화합물 세 가지는 염화칼륨(KCl), 질산칼륨(KNO₃) 그리고 수산화칼륨(KOH)이다. 생산된 염화칼륨과 질산칼륨의 90% 이상은 비료 생산에 사용된다. 대부분의 비료는 식물의 생장에 필수적인 질소, 인, 칼륨의 세 가지 원소를 혼합하여 만든다. 새의 배설물(구아노)이나 초석에서 얻어지는 질산칼륨은 전통적으로 화약 제조에 사용되었다. 비누 제조뿐만 아니라 화학공업에서 널리 사용되는 수산화칼륨은 재충전 가능한 니켈 카드뮴 배터리(NiCad)와 수산화니켈금속(NiMH) 전지를 포함한 알칼라인 전지에도 사용된다.
칼륨은 사람을 포함한 동물의 신경 신호 전달에서 핵심 역할을 하며 나트륨과 마찬가지로 중요한 전해질이다. 성인의 몸에는 평균 140g 정도의 칼륨이 있는데 대부분 적혈구 안에 칼륨 이온(K⁺)으로 용해되어 있다.
모든 과일과 채소는 칼륨이 풍부해 채식주의자들이 육식을 즐기는 사람들보다 칼륨을 더 많이 섭취한다. 중간 크기의 바나나에는 100만 곱하기 100만 곱하기 100만 곱하기 5000개의 칼륨 원자에 해당하는 약 400mg의 칼륨이 있다.
약 1만 개의 칼륨 원자 중 한 개는 불안정해서 베타붕괴를 하는 반감기가 약 10억 년인 칼륨-40 동위원소이다(불안정한 원자핵 참조). 보통 크기의 바나나에서는 매초 대략 15개 정도의 칼륨-40이 붕괴하여 강한 에너지를 가지는 베타선을 방출한다. 우리 몸 안에서도 매초 수천 개의 칼륨-40이 붕괴하는데 이때 나오는 베타선이 DNA를 손상시킬 수 있다. 다행스러운 점은 세포가 DNA 수선 키트를 가지고 있어 이런 종류의 손상 대부분을 수선할 수 있다.
참고자료
- 〈칼륨〉, 《네이버 지식백과》
- 〈칼륨〉, 《위키백과》
같이 보기
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