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| 名前 | |||
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| IUPAC名
硝酸ナトリウム
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| その他の名前
ペルー硝石
ソーダ硝石 立方硝石 | |||
| 識別子 | |||
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3Dモデル（JSmol）
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| チェムBL |
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| ケムスパイダー |
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| ECHA 情報カード | 100.028.686 | ||
| EC番号 |
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| E番号 | E251 （防腐剤） | ||
パブケム CID
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| RTECS番号 |
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| ユニ |
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| 国連番号 | 1498 | ||
CompTox ダッシュボード ( EPA )
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| プロパティ | |||
| ナノ3 | |||
| モル質量 | 84.9947グラム/モル | ||
| 外観 | 白色粉末または無色の結晶 | ||
| 臭い | 甘い | ||
| 密度 | 2.257 g/cm 3、固体 | ||
| 融点 | 308 °C (586 °F; 581 K) | ||
| 沸点 | 380 °C (716 °F; 653 K) で分解 | ||
| 73 g/100 g 水 (0 °C) 91.2 g/100 g 水 (25 °C) [1] [2] 180 g/100 g 水 (100 °C) | |||
| 溶解度 | アンモニア、ヒドラジン に非常に溶けやすく、アルコール に溶けやすく、ピリジンにわずかに溶けやすく、アセトンに溶けにくい | ||
磁化率（χ）
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−25.6·10 −6 cm 3 /モル | ||
屈折率( n D )
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1.587 (三方晶) 1.336 (菱面体) | ||
| 粘度 | 2.85 cP (317 °C) | ||
| 構造 | |||
| 三方晶と菱面体 | |||
| 熱化学 | |||
熱容量 ( C )
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93.05 J/(モル・K) | ||
標準モル
エントロピー ( S ⦵ 298 ) |
116 J/(モルK) [3] | ||
標準生成エンタルピー (Δ f H ⦵ 298 ) |
−467 kJ/モル[3] | ||
ギブスの自由エネルギー (Δ f G ⦵ )
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−365.9 kJ/モル | ||
| 危険 | |||
| 労働安全衛生（OHS/OSH）： | |||
主な危険
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有害物質 ( Xn ) 酸化物質 ( O ) | ||
| GHSラベル: | |||
 
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| NFPA 704 (ファイアダイヤモンド) | |||
| 引火点 | 不燃性 | ||
| 致死量または濃度（LD、LC）： | |||
LD 50 (平均投与量)
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3236 mg/kg | ||
| 安全データシート（SDS） | 0185 の | ||
| 関連化合物 | |||
その他の陰イオン
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亜硝酸ナトリウム | ||
その他の陽イオン
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硝酸リチウム 硝酸カリウム 硝酸ルビジウム 硝酸セシウム | ||
関連化合物
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硫酸ナトリウム 塩化ナトリウム | ||
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。
 確認する （何ですか ？）
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硝酸ナトリウムは化学式Na N Oの化合物である。
3このアルカリ金属硝酸塩 は、チリ硝石（歴史的にチリで大規模な鉱床が採掘されていた）[4] [5]とも呼ばれ、通常の硝石である硝酸カリウムと区別されています。鉱物形態は、硝石、硝石、ソーダ硝石とも呼ばれます。
硝酸ナトリウムは、水に非常に溶けやすい白色の潮解性固体です。硝酸アニオン（NO 3 − ）の入手しやすい供給源であり、肥料、花火、発煙弾やその他の爆発物、ガラスや陶器のエナメル、食品保存料（特に肉類）、固体ロケット推進剤の製造のために工業規模で行われるいくつかの反応に有用です。これらの目的で広く採掘されてきました。
歴史
ヨーロッパへの最初の硝石の積荷は、ペルーがスペインから独立した直後の1820年か1825年にペルーからイギリスに到着したが、買い手が見つからず、関税を避けるために海上に投棄された。[6] [7]しかし、時が経つにつれて、南米の硝石の採掘は利益の出るビジネスになった（1859年にはイギリスだけで47,000トンを消費した）。[7] チリは太平洋戦争（1879年 - 1884年）で同盟国のペルーとボリビアと戦い、両国の最も豊富な硝石の鉱床を奪った。1919年、ラルフ・ウォルター・グレイストーン・ワイコフはX線結晶構造解析を用いて硝石の結晶構造を決定した。
発生
天然の硝酸ナトリウムが最も多く蓄積しているのはチリとペルーで、そこでは硝酸塩がカリケ鉱石と呼ばれる鉱床に結合しています。[8]硝酸塩は、海霧の沈殿と海水のしぶきによる酸化/乾燥によって陸上に蓄積され、続いて空中のNaNO 3、KNO 3、NaCl、Na 2 SO 4、およびIが暑く乾燥した砂漠の大気中に重力で沈殿します。[9]エルニーニョ/ラニーニャの極端な乾燥/集中豪雨サイクルは、乾燥と水の溶解/再移動/斜面や盆地への輸送の両方を通じて硝酸塩の蓄積を促進します。毛細管現象による溶液の移動は硝酸塩の層を形成し、純粋な硝酸塩はまれに鉱脈を形成します。 1世紀以上にわたり、この化合物の世界供給はチリ北部のアタカマ砂漠からほぼ独占的に採掘されていましたが、20世紀初頭にドイツの化学者フリッツ・ハーバーとカール・ボッシュが大気からアンモニアを工業規模で生産するプロセスを開発しました（ハーバー法を参照）。第一次世界大戦の勃発に伴い、ドイツはこのプロセスで得られたアンモニアをチリ産の合成硝石に変換し始めました。これは火薬やその他の軍需品の生産において天然化合物と同様に実用的でした。1940年代までに、この変換プロセスにより、天然源から調達された硝酸ナトリウムの需要は劇的に減少しました。
チリは現在でも最大の硝石埋蔵量を誇り、バルディビア、マリアエレナ、パンパブランカなどの鉱山が稼働しており、そこではかつては白い金と呼ばれていました。[4] [5]硝酸ナトリウム、硝酸カリウム、硫酸ナトリウム、ヨウ素はすべて、硝石を加工することで得られます。かつてチリの硝石鉱山であったハンバーストーンとサンタラウラのコミュニティは、2005年にユネスコの世界遺産に登録されました。
合成
硝酸ナトリウムは、硝酸を炭酸ナトリウムまたは重炭酸ナトリウムで中和することによって工業的に合成されることもあります。
- 2HNO3 + Na2CO3 → 2NaNO3 + H2O + CO2
- HNO 3 + NaHCO 3 → NaNO 3 + H 2 O + CO 2
または水酸化ナトリウムで中和することによっても得られます（ただし、この反応は非常に発熱的です）。
- HNO 3 + NaOH → NaNO 3 + H 2 O
または、硝酸アンモニウムと水酸化ナトリウム、重炭酸ナトリウム、炭酸ナトリウムを化学量論量混合することによって：
- NH 4 NO 3 + NaOH → NaNO 3 + NH 4 OH
- NH 4 NO 3 + NaHCO 3 → NaNO 3 + NH 4 HCO 3
- 2NH 4 NO 3 + Na 2 CO 3 → 2NaNO 3 + (NH 4 ) 2 CO 3
用途
硝酸ナトリウムのほとんどは肥料に使用され、水溶性窒素を供給します。主に高所得国以外で使用されていますが、土壌のpH を変えないため魅力的です。もう 1 つの主な用途は、爆薬の硝酸アンモニウムの補完です。溶融硝酸ナトリウムと硝酸カリウムの溶液は、優れた熱安定性 (最大 600 °C) と高い熱容量を備えています。これらの特性は、金属の熱アニールや太陽光発電での熱エネルギーの貯蔵に適しています。[10]
食べ物
硝酸ナトリウムも食品添加物であり、塩漬け肉や鶏肉の保存料や着色料として使用されています。INS番号251またはE番号E251でリストされています。EU、[11]、米国[12]、オーストラリア、ニュージーランドで使用が承認されています。[13]硝酸ナトリウムは亜硝酸ナトリウムと混同しないでください。亜硝酸ナトリウムも一般的な食品添加物であり、例えばデリミートなどに使用される保存料です。
蓄熱
硝酸ナトリウムは、融解エンタルピーが178 J/gと比較的高いため、熱エネルギー回収のための相変化材料としても研究されてきました。 [14] [15]熱エネルギー貯蔵に使用される硝酸ナトリウムの用途例としては、太陽熱発電技術や直接蒸気発生パラボリックトラフなどがあります。[14]
スチールコーティング
硝酸ナトリウムは鋼鉄コーティング工程で使用され、表面に磁鉄鉱層を形成します。[16]
健康上の懸念
研究では、硝酸塩レベルの上昇とアルツハイマー病、糖尿病、胃がん、パーキンソン病などの特定の疾患による死亡率の増加との間に関連があることが示されています。これはおそらくニトロソアミンのDNAへの損傷効果によるものですが、疫学的結果における他の考えられる原因を制御するための措置はほとんど講じられていません。[17]硝酸ナトリウムと亜硝酸ナトリウムを含む塩漬け肉で生成されるニトロソアミンは、胃がんと食道がんに関連しています。[18]硝酸ナトリウムと亜硝酸ナトリウムは、大腸がんのリスク上昇と関連しています。[19]
病理学的プロセスと科学の理解が深まったことにより、加工肉は大腸がんのリスクを高め、その原因は硝酸塩の含有量にあるという理論を支持する実質的な証拠がここ数十年で得られている。保存料として肉に添加された少量の硝酸塩は、添加されている亜硝酸塩に加えて亜硝酸塩に分解される。亜硝酸塩はタンパク質を多く含む食品（肉など）と反応して発がん性のNOC（ニトロソ化合物）を生成する。NOCは肉が塩漬けされるとき、または肉が消化されるときに体内で生成される。[20]
しかし、いくつかの要因により、「食品中の硝酸塩は癌のリスクを高める」という単純な理解は複雑になっています。加工肉には繊維、ビタミン、植物性抗酸化物質が含まれておらず、ナトリウムが多く、脂肪分が多い可能性があり、タンパク質をニトロソアミンに分解するのに十分な温度で揚げたり調理したりされることがよくあります。硝酸塩は、すべての哺乳類が生き残るために必要な主要な血管系シグナル伝達における重要な中間体およびエフェクターです。[21]
参照
参考文献
- ^ ヘインズ、ウィリアム M. (2016-06-22). CRC 化学物理ハンドブック。CRC プレス。ISBN 978-1-4987-5429-3。
- ^ 「硝酸ナトリウム」。PubChem 。 2021年6月11日閲覧。
- ^ ab Zumdahl, Steven S. (2009).化学原理 第6版. Houghton Mifflin Company. p. A23. ISBN 978-0-618-94690-7。
- ^ ab 「チリの硝酸塩の町」。アトラス・オブスキュラ。 2019年5月27日閲覧。
- ^ ab Mutic, Anja (2012年10月26日). 「チリ北部のゴーストタウン」ワシントンポスト. 2019年5月27日閲覧。
- ^ SH Baekeland「Några sidor af den kemiska industrien」(1914) Svensk Kemisk Tidskrift、p. 140.
- ^ ab Friedrich Georg Wieck、Uppfinningarnas bok (1873、 Buch der Erfindungenのスウェーデン語翻訳)、vol. 4、p. 473.
- ^ スティーブン・R・ボーン『最も忌まわしい発明：ダイナマイト、硝酸塩、そして現代世界の形成』マクミラン社、2005年、ISBN 0-312-32913-X、157ページ。
- ^ Arias, Jaime (2003年7月24日). On the Origin of Saltpeter, Northern Chile Coast. International Union for Quaternary Research. 2016年3月4日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2018年8月19日閲覧。
- ^ ヴォルフガング・ラウエ;ティーマン、マイケル。シャイブラー、エーリッヒ。ウィーガンド、カール (2000)。 「硝酸塩と亜硝酸塩」。ウルマンの工業化学百科事典。ワインハイム: ワイリー-VCH。土井：10.1002/14356007.a17_265。ISBN 978-3527306732。
- ^ 英国食品基準庁：「現在EUで承認されている添加物とそのE番号」。2011年10月27日閲覧。
- ^ 米国食品医薬品局：「食品添加物ステータス一覧パートII」。食品医薬品局。 2011年10月27日閲覧。
- ^ オーストラリア・ニュージーランド食品規格コード「規格1.2.4 – 原材料の表示」2011年9月8日。 2011年10月27日閲覧。
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さらに読む
- アーチャー、ドナルドG. (2000)。「NaNO 3 + H 2 O システムの熱力学的特性」。物理化学参考データジャーナル。29 (5): 1141–1156。Bibcode :2000JPCRD..29.1141A。doi : 10.1063/1.1329317。ISSN 0047-2689 。
- バーナム、デニス (2003)。「硝酸塩の歴史」。化学教育ジャーナル。80 (12): 1393–。Bibcode : 2003JChEd..80.1393B。doi :10.1021 / ed080p1393。
- マリン、JW (1997)。結晶化。バターワース・ハイネマン。ISBN 978-0-7506-3759-6。
外部リンク
- ATSDR – 環境医学のケーススタディ – 硝酸塩/亜硝酸塩の毒性 米国保健福祉省(パブリック ドメイン)
- FAO/WHO報告書
- 計算機: 表面張力、密度、モル濃度、硝酸ナトリウム水溶液のモル濃度