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亜硝酸イオンの化学式 はNO − 2です。亜硝酸塩（主に亜硝酸ナトリウム）は、化学工業や製薬業界で広く使用されています。[ 1 ]亜硝酸アニオンは、自然界の窒素循環における遍在する中間体です。亜硝酸塩という名称は、亜硝酸のエステルである –ONO 基を持つ有機化合物も指します。
亜硝酸ナトリウムは、窒素酸化物の混合物を水酸化ナトリウムまたは炭酸ナトリウム水溶液に通すことによって工業的に製造されます。 [ 1 ] [ 2 ]
生成物は再結晶によって精製される。アルカリ金属亜硝酸塩は、融点（KNO₂の場合は441 °C (826 °F) ）まで、あるいはそれ以上の温度でも熱的に安定である。亜硝酸アンモニウムは、正式には亜硝酸の無水物である三酸化二窒素N₂O₃から製造することができる。
亜硝酸イオンは対称構造（C 2v対称性）を持ち、両方の N–O 結合の長さが等しく、結合角は約 115° です。[ 3 ]原子価結合理論では、互いに鏡像関係にある 2 つの正準形式から等しい寄与を持つ共鳴混成体として説明されます。分子軌道理論では、各酸素原子と窒素原子の間にシグマ結合があり、窒素原子と酸素原子のp 軌道から作られた非局在化パイ結合があり、これは分子の平面に垂直です。イオンの負電荷は 2 つの酸素原子に均等に分布しています。窒素原子と酸素原子の両方が孤立電子対を持っています。[ 4 ]したがって、亜硝酸イオンはルイス塩基です。
気相では、主にトランス平面分子として存在する。
亜硝酸塩は弱酸である亜硝酸の共役塩基である。
亜硝酸は非常に不安定で、不均化反応を起こしやすい。
この反応は0 °C (32 °F)では遅い。[ 2 ]鉄(II) などの還元剤の存在下で亜硝酸塩溶液に酸を加えることは、実験室で一酸化窒素(NO) を生成する方法である。
亜硝酸塩中の窒素原子の形式酸化状態は+3です。これは、+4および+5の酸化状態に酸化されるか、-3まで還元される可能性があることを意味します。亜硝酸が直接関与する反応の標準還元電位は、以下の表に示されています。[ 6 ]
このデータは、より低い酸化状態の生成物を含めるように拡張できます。例えば、次のようになります。
酸化反応は通常、窒素の酸化状態が+5である硝酸イオンの生成をもたらします。例えば、過マンガン酸イオンによる酸化は、亜硝酸塩の定量分析（滴定による）に利用できます。
亜硝酸イオンによる還元反応の生成物は、使用する還元剤とその強度によって異なります。二酸化硫黄の場合、生成物はNOとN₂Oです。スズ(II)（Sn²⁺）の場合、生成物は次亜硝酸（H₂N₂O₂）です。硫化水素の場合、アンモニア（ NH₃）まで還元されます。ヒドラジニウムカチオン（N₂H⁺⁵ ）の場合、亜硝酸還元の生成物は不安定で爆発性の化合物であるアジ化水素酸（HN₃ ）です。
これはさらに亜硝酸塩と反応する可能性がある。
この反応は、窒素が4つの異なる酸化状態にある化合物が関与するという点で珍しい。[ 2 ]
亜硝酸塩はグリース反応によって検出および分析され、 NO − 2 -を含むサンプルを酸の存在下でスルファニル酸とナフチル-1-アミンで処理すると、濃い赤色のアゾ染料が生成されます。 [ 7 ]
亜硝酸塩は両座配位子であり、さまざまな方法で金属イオンに結合することで、多様な配位錯体を形成することができる。例えば、赤色のニトリトペンタアンミンコバルト錯体[ Co(NH 3 ) 5 (ONO)] 2+は準安定であり、黄色のニトロ錯体[ Co(NH 3 ) 5 (NO 2 )] 2+に異性化する。[ 2 ]
亜硝酸塩は複数の酵素によって処理されるが、それらの酵素はすべて配位錯体を利用する。
亜硝酸塩は、シアン化物やチオ硫酸塩とともに加熱すると激しく爆発する。[ 8 ]
硝化作用では、アンモニウムが亜硝酸塩に変換されます。重要な種としては、ニトロソモナス属などが挙げられます。ニトロバクター属などの他の細菌種は、亜硝酸塩を硝酸塩に酸化する役割を担っています。
亜硝酸塩は、多くの種類の細菌によって一酸化窒素またはアンモニアに還元される。低酸素状態では、亜硝酸塩は一酸化窒素を放出し、強力な血管拡張を引き起こす可能性がある。 [ 11 ]亜硝酸塩からNOへの変換のメカニズムはいくつか報告されており、キサンチン酸化還元酵素、亜硝酸還元酵素、NO合成酵素（NOS）による酵素的還元、および非酵素的酸性不均化反応などが含まれる。
アゾ染料やその他の着色料は、亜硝酸塩を必要とするジアゾ化と呼ばれるプロセスによって製造されます。[ 1 ]
ハム、ベーコン、ソーセージなどの加工肉に亜硝酸塩や硝酸塩を加えると、肉の熟成が促進され、食感が改善され、魅力的な色になり、微生物や毒素の増殖が抑制され、保存期間が延長されます。[ 12 ] [ 13 ]亜硝酸塩は、調理中にヘム鉄原子に付着して肉のミオグロビンと反応し、赤褐色のニトロソミオグロビンと、結腸細胞を損傷し、大腸がんにつながる可能性のあるN-ニトロソ化合物の特徴的なピンク色の「新鮮」色を形成します。[ 14 ] [ 15 ] [ 16 ]肉を燻製、塩漬け、発酵、または保存料を加えると、発がん性物質の形成が始まる可能性があります。[ 14 ] [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ]
加工肉製品は、硝酸塩や亜硝酸塩を使用せずに製造される場合があり、例えばパルマハムは2018年に毒素汚染のない安全な製品として報告されている。[ 18 ]他の製造工程では、亜硝酸塩の減少が毒素生成につながるとは限らない。[ 19 ]
亜硝酸塩は、亜硝酸ナトリウムや亜硝酸アミルなどの形で、多くのシアン化物解毒剤キットの成分として含まれています。 [ 20 ]これらの化合物はどちらもヘモグロビンに結合し、 Fe2 +イオンをFe3 +イオンに酸化してメトヘモグロビンを形成します。メトヘモグロビンは、シアン化物（CN）に結合してシアンメトヘモグロビンを生成し、シアン化物によって引き起こされる障害の主な部位であるミトコンドリアの電子伝達系（ETC）の複合体IVからシアン化物を効果的に除去します。亜硝酸塩がシアン化物中毒の治療に役立つもう1つのメカニズムは、一酸化窒素の生成です。一酸化窒素は、CNをシトクロムcオキシダーゼ（ETC複合体IV）から置換し、メトヘモグロビンが結合できるようにします。[ 21 ]
有機化学では、アルキル亜硝酸塩は亜硝酸のエステルであり、ニトロソキシ官能基を含みます。ニトロ化合物はC−NO 2基を含みます。亜硝酸塩の一般式はRONOで、Rはアリール基またはアルキル基です。亜硝酸アミルやその他のアルキル亜硝酸塩は血管拡張作用があり、実験室では慎重に取り扱う必要があります。これらは、心臓病の治療に医学的に使用されることがあります。アルキル亜硝酸塩の合成の古典的な命名反応は、アルキルハライドが金属亜硝酸塩と反応してニトロアルカンと亜硝酸塩の混合物を生成するマイヤー合成です。 [ 22 ] [ 23 ]
大量の亜硝酸塩はメトヘモグロビン血症という形で急性中毒を引き起こし、死に至る可能性がある。[ 24 ]