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| 名前 | |||
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| 体系的なIUPAC名
塩化物[1] | |||
| 識別子 | |||
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3Dモデル（JSmol）
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| 3587171 | |||
| チェビ |
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| チェムBL |
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| ケムスパイダー |
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| 14910 | |||
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| ケッグ |
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パブケム CID
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| ユニ |
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| プロパティ | |||
| 塩素− | |||
| モル質量 | 35.45 グラムモル−1 | ||
| 共役酸 | 塩化水素 | ||
| 熱化学 | |||
標準モル
エントロピー ( S ⦵ 298 ) |
153.36 J・K −1・mol −1 [2] | ||
標準生成エンタルピー (Δ f H ⦵ 298 ) |
−167 kJ·モル−1 [2] | ||
| 関連化合物 | |||
その他の陰イオン
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特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）の材料に関するものです。
インフォボックス参照
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塩化物という用語は、負に帯電した塩素原子である塩素 アニオン（Cl − ）、または単結合によって分子の残りの部分と共有結合した非電荷塩素原子（−Cl ）のいずれかを含む化合物または分子を指します。多くの無機塩化物は塩です。多くの有機化合物は塩化物です。「塩化物」という単語の発音は/ ˈ k l ɔːr aɪ d /です。[3]
塩化ナトリウムなどの塩化物塩は、多くの場合水に溶けます。[4]塩化ナトリウムは、すべての体液に存在する必須の電解質であり、酸塩基平衡の維持、神経インパルスの伝達、細胞内外の液体の流れの調節を担っています。イオン性塩化物の他の例としては、塩化ナトリウムNaCl、塩化カルシウム CaCl 2、塩化アンモニウム[NH 4 ]Clなどがあります。
塩化物も、分子の他の部分と単結合で共有結合した中性の塩素原子です。たとえば、塩化メチル CH 3 Cl は、塩素が陰イオンではない共有 C−Cl 結合を持つ有機化合物です。共有結合塩化物のその他の例としては、四塩化炭素CCl 4、塩化スルフリルSO 2 Cl 2、モノクロラミンNH 2 Clなどがあります。
電子特性
塩化物イオン（直径167 pm）は、塩素原子（直径99 pm）よりもはるかに大きい。塩化物陰イオンは塩素原子よりも電子が1つ多いため、塩素原子の価電子殻への保持力は弱い。[5]イオンは無色で反磁性である。水溶液中では、ほとんどの場合非常に溶けやすいが、塩化銀、塩化鉛（II）、塩化水銀（I）などの一部の塩化物塩は、水にわずかにしか溶けない。[6]水溶液中では、塩化物は水分子のプロトン性末端で結合している。
塩化物の反応
塩化物は酸化されるが、還元されることはない。塩素アルカリ法で用いられる最初の酸化は、塩素ガスへの変換である。塩素はさらに、次亜塩素酸塩（ClO − 、塩素系漂白剤の有効成分）、二酸化塩素（ClO 2）、塩素酸塩（ClO−
3）、および過塩素酸塩（ClO−
4）。
酸塩基特性の観点から見ると、塩化物は、塩酸のp K aの値が負であることからわかるように弱塩基です。塩化物は、硫酸などの 強酸によってプロトン化されます。
- NaCl + H 2 SO 4 → NaHSO 4 + HCl
イオン性塩化物塩は他の塩と反応して陰イオンを交換します。塩化物のようなハロゲン化物イオンの存在は、硝酸銀を使用して検出できます。塩化物イオンを含む溶液は、白い塩化銀沈殿物を生成します。[7]
- Cl − + Ag + → AgCl
分析中の塩化物濃度は、塩化物計を使用して測定できます。塩化物計は、この反応によって分析中の塩化物がすべて沈殿すると銀イオンを検出します。
その他のオキシアニオン
塩素の酸化状態は、-1、+1、+3、+5、または +7です。中性の塩素酸化物もいくつか知られています。
自然界での発生
自然界では、塩化物は主に海水中に存在し、その塩化物イオン濃度は19400 mg/リットルです。[9]ユタ州のグレートソルト湖やイスラエルの死海など、一部の内海や地下の塩水井には、より少量ですが高濃度で存在します。[10] ほとんどの塩化物は水に溶けやすいため、塩化物を含む鉱物は通常、乾燥した気候や地下深くでのみ豊富に見つかります。塩化物を含む鉱物には、岩塩（塩化ナトリウムNaCl）、シルバイト（塩化カリウムKCl）、ビスコファイト（MgCl 2 ∙6H 2 O）、カーナライト（KCl∙MgCl 2 ∙6H 2 O）、カイナイト（KCl∙MgSO 4 ∙3H 2 O）などがあります。また、クロロアパタイトやソーダライトなどの蒸発岩鉱物にも含まれています。
生物学における役割
塩化物は、浸透圧、電解質バランス、酸塩基恒常性の調節を含む重要な生理学的意義を有しています。[ 11]塩化物はすべての体液に存在し、[12]最も豊富な細胞外陰イオンであり、細胞外液の張性の約3分の1を占めています。[13] [14]
塩化物は必須電解質であり、細胞の恒常性を維持し、ニューロンの活動電位を伝達する上で重要な役割を果たしています。 [15]塩化物は塩化物チャネル（ GABA A受容体を含む）を通過し、 KCC2およびNKCC2トランスポーターによって輸送されます。
塩化物は通常（常にではないが）細胞外濃度が高く、負の逆転電位（哺乳類細胞では37℃で約−61mV）を持つ。[16]モデル生物における塩化物の特徴的な濃度は、大腸菌と出芽酵母では10～ 200mM（培地に依存）、哺乳類細胞では5～100mM、血漿では100mMである。[17]
塩化物は胃の中で塩酸を生成するためにも必要です。 [18]
血液中の塩化物濃度は血清塩化物と呼ばれ、この濃度は腎臓によって調節されている。塩化物イオンは、例えばアミラーゼ酵素中に存在しているなど、いくつかのタンパク質の構造成分である。これらの役割のため、塩化物は必須の食事性ミネラルの1つである（元素名は塩素）。血清塩化物濃度は、主に腎臓によって、ネフロンに沿って存在するさまざまなトランスポーターを介して調節されている。[19]糸球体によって濾過された塩化物のほとんどは、能動輸送と受動輸送の両方によって近位尿細管と遠位尿細管の両方（主に近位尿細管）によって再吸収される。[20]
腐食
海水などの塩化物の存在は、ほとんどの金属（ステンレス鋼、アルミニウム、高合金材料を含む）の孔食の条件を著しく悪化させます。コンクリート中の鉄の塩化物による腐食は、アルカリ性コンクリートの保護酸化物形態の局所的な破壊につながり、その結果、局所的な腐食攻撃が発生します。[21]
環境の脅威
塩化物濃度の上昇は、水生環境と陸生環境の両方で多くの生態学的影響を引き起こす可能性があります。塩化物は、河川の酸性化に寄与し、イオン交換によって土壌の放射性金属を移動させ、水生植物や動物の死亡率と繁殖に影響を与え、以前は淡水だった環境に塩水生物が侵入するのを促進し、湖の自然な混合を妨げます。塩化ナトリウムは、比較的低濃度でも微生物種の構成を変えることが示されています。また、硝酸塩の除去と水質の保全に不可欠な微生物プロセスである脱窒プロセスを妨げ、有機物の硝化と呼吸を阻害する可能性があります。[22]
生産
塩素アルカリ産業は、世界のエネルギー予算の大きな消費産業です。このプロセスでは、濃縮塩化ナトリウム溶液を塩素と水酸化ナトリウムに変換します。これらは、他の多くの材料や化学物質の製造に使用されます。このプロセスには、2 つの並行反応が含まれます。
- 2 Cl − → Cl
2+ 2 電子− - 2 時間
2O + 2 e − → H 2 + 2 OH −
例と用途
一例として食塩が挙げられます。これは化学式NaClの塩化ナトリウムです。水中ではNa +イオンとCl−イオンに解離します。塩化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化カリウムなどの塩は、医療からセメントの形成まで、さまざまな用途に使用されています。[4]
塩化カルシウム（CaCl 2 ）は、部屋の湿気を取り除くためにペレットの形で販売されている塩です。塩化カルシウムは、未舗装道路の維持管理や新築時の路盤の強化にも使用されます。さらに、塩化カルシウムは氷に塗布すると融点を下げる効果があるため、凍結防止剤として広く使用されています。[23]
共有結合した塩化物の例としては、三塩化リン、五塩化リン、塩化チオニルがあり、これら 3 つはいずれも実験室で使用されている反応性塩素化試薬です。
水質と処理
塩化物の主な用途は淡水化であり、これは飲料水を得るために大量のエネルギーを消費して塩化物塩を除去するものである。石油産業では、塩化物は泥システムの厳重に監視される成分である。泥システム内の塩化物の増加は、高圧の塩水層への掘削を示している可能性がある。また、その増加は、ターゲット砂の品質が悪いことを示す場合もある。[要出典]
塩化物は非反応性の溶質であり、下水や飲料水に遍在するため、河川や地下水の糞便汚染の有用かつ信頼性の高い化学指標でもあります。世界中の多くの水質管理会社は、河川や飲料水源の汚染レベルを確認するために塩化物を利用しています。[24]
食べ物
塩化ナトリウムなどの塩化物塩は、食品の保存や栄養剤、調味料として使用されます。
参照
参考文献
- ^ 「塩化物イオン - PubChem 公開化学データベース」。PubChemプロジェクト。米国: 国立バイオテクノロジー情報センター。
- ^ ab Zumdahl, Steven S. (2009).化学原理 第6版. Houghton Mifflin Company. p. A21. ISBN 978-0-618-94690-7。
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