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硝酸塩または硝石[ 5 ]は、硝酸カリウムKNO3の鉱物形態です。これは、主に乾燥気候または洞窟堆積物で見られる、柔らかく白い、溶解度の高い鉱物です。
カリウムやその他の硝酸塩は、肥料や、歴史的には火薬の原料として非常に重要である。現在、世界の需要の多くは合成硝酸塩で満たされているが、天然の硝酸塩も採掘されており、依然として重要な商業的価値がある。[ 6 ] [ 7 ]
歴史的に、硝酸塩という用語はナトロンと明確に区別されておらず、どちらも定義が非常に曖昧だが、一般的にはナトリウムまたはカリウムと炭酸イオンまたは硝酸イオンが結合した化合物を指す。
硝石は、斜方晶系で結晶化する無色から白色の鉱物です。硝酸カリウム（KNO₃ ）の鉱物形態であり、 [ 8 ]軟らかく（モース硬度2）、[ 9 ]水に非常に溶けやすく、[ 8 ]容易に融解します。その結晶構造はアラゴナイトに似ており、カルシウムがカリウムに、炭酸塩が硝酸塩に置き換わっています。[ 10 ]乾燥地帯の土壌や、アルカリカリウムと硝酸塩を含む溶液が開口部に浸透する洞窟の壁や天井に、塊状の被覆物や風化成長物として産出します。 [ 8 ]時には柱状の針状結晶群として産出し、個々の結晶は一般的に[110]面に擬六方晶双晶を示します。硝石やその他の硝酸塩は、グアノや同様の有機物の堆積物と関連して形成されることもあります。 [ 9 ]
硝酸塩という用語は古代から知られていますが、歴史的にはナトロン（不純な炭酸ナトリウム/重炭酸ナトリウム）との混同が多く、古代世界でこの名前または類似の名前で知られていたすべての塩が硝酸塩を含んでいたわけではありません。[ 8 ]この名前は古代ギリシャ語のνιτρων nitronから来ており、古代エジプト語のnetjeriに由来し、塩由来の灰を意味するヘブライ語のnéterと関連しています（両者の相互関係は明確ではありません）。[ 11 ]
ヘブライ語の「ネテル」は、エレミヤ書2章22節の「硝石で身を洗い、多くの石鹸を取っても…」という記述が示唆するように、石鹸として、あるいは石鹸と併用して使われていた可能性がある。しかし、聖書の「ネテル」がどの物質（または複数の物質）を指しているかは定かではなく、炭酸ナトリウムを示唆する説もある。[ 12 ]
ナトリウムを表す新ラテン語のnatriumは、同じ砂漠の鉱物のクラスであるnatron (フランス語) [ 13 ]から派生し、スペイン語のnatrónを経てギリシャ語のνίτρον ( nitron ) に由来し、古代エジプト語のnetjeriに由来し、エジプトの砂漠で産出される炭酸ナトリウム塩を指し、チリの砂漠で一般的に産出される硝酸ナトリウム塩(古典的には「チリ硝石」やこの用語の変形として知られている) を指すものではありません。[ 11 ] [ 14 ]
「硝石の泡」と訳される用語（ἀφρόνιτρον、aphronitronまたはaphronitre）は、西暦4世紀の一連の財務記録で定期的に購入されており、「浴場用」と表現されていることから、おそらく石鹸として使用されていたと考えられます。[ 15 ]
硝酸塩とその誘導体である硝酸が元素窒素の名称として初めて使用された1790年当時、硝酸塩は様々な種類の硝石として知られる硝酸塩を具体的に指すために使用されていた（硝酸塩のみが火薬の製造に適していた）。[ 16 ]
硝酸塩は水に溶けやすいため、乾燥した環境でよく見られ、ハロゲン化物、ヨウ素酸塩、ホウ酸塩、石膏などの他の可溶性鉱物、まれに炭酸塩や硫酸塩と一緒に見られることが多い。[ 17 ] [ 18 ]
硝石は、新石器時代から知られている「硝石の洞窟」（コルバトー）のような特定の場所で自然に生成されます。「コバ・デル・ラット・ペナト」では、何千年にもわたって堆積したグアノ（コウモリの糞）が、雨水の作用によって浸出され、硝石となりました。
1783年、ジュゼッペ・マリア・ジョヴェーネとアルベルト・フォルティスは、イタリアのモルフェッタ近郊のプーロ・ディ・モルフェッタと呼ばれるドリーネで「天然硝石鉱床」を発見した。二人の科学者は、硝石が特定の湿度と温度の条件下でドリーネの洞窟の壁の中に形成されることを発見した。[ 19 ]発見後、生産量を増やすために、火薬を作るのではなく、肥料として農業に利用できると提案された。[ 20 ]この発見は、化学者のジュゼッペ・ヴァイロとその弟子のアントニオ・ピタロが発見を確認するまで、学者によって異議を唱えられた。ヨーロッパ中のアカデミーから派遣された博物学者が大勢この地を訪れた。硝石は火薬の製造に不可欠な成分であるため、これらの鉱床は戦略的に非常に重要であった。[ 21 ] : 8–10政府は採掘を開始した。その後まもなく、ジョヴェーネはプーリアの他の洞窟で硝石を発見した。[ 21 ] : 9–10 [ 22 ]抽出工場の跡地は産業考古学の遺跡であるが、現在は観光客には開放されていない。[ 23 ]
関連鉱物としては、硝酸ナトリウム（ソーダ硝酸塩）、硝酸アンモニウム（アンモニア硝酸塩またはグウィハバイト） 、硝酸ストロンチウム（硝酸塩）、硝方解石（硝酸カルシウム）、硝酸マグネシウム（硝酸マグネシウム）、硝重晶石（硝酸バリウム）、および2種類の硝酸銅、ゲルハルト石とブットゲンバカイトがあります。実際、周期表の最初の3列にあるすべての天然元素とその他多数の陽イオンは硝酸塩を形成しますが、前述の理由から硝酸塩はあまり見られませんが、説明されています。硝酸塩とその誘導体である硝酸が元素窒素の命名に初めて使用された1790年までに、硝酸塩は特に硝石として知られるさまざまな種類の硝酸塩（硝酸塩のみが火薬の製造に適していた）を指すために使用されていました。