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| 名前 | |||
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| IUPAC名
硝酸カリウム
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その他の名前
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| 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 | 100.028.926 | ||
| EC番号 |
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| E番号 | E252 （防腐剤） | ||
| ケッグ |
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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 | 1486 | ||
CompTox ダッシュボード ( EPA )
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| プロパティ | |||
| ノ3 | |||
| モル質量 | 101.1032グラム/モル | ||
| 外観 | 白色固体 | ||
| 臭い | 無臭 | ||
| 密度 | 2.109 g/cm3 （ 16℃） | ||
| 融点 | 334 °C (633 °F; 607 K) | ||
| 沸点 | 400 °C (752 °F; 673 K) (分解) | ||
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| 溶解度 | エタノールにわずかに溶ける、グリセロール、アンモニア に溶ける | ||
| 塩基度(p K b ) | 15.3 [3] | ||
磁化率（χ）
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−33.7·10 −6 cm 3 /モル | ||
屈折率( n D )
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1.335、1.5056、1.5604 | ||
| 構造 | |||
| 斜方晶系、アラゴナイト | |||
| 熱化学 | |||
熱容量 ( C )
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95.06 J/モル K | ||
標準生成エンタルピー (Δ f H ⦵ 298 ) |
−494.00 kJ/モル | ||
| 危険 | |||
| 労働安全衛生（OHS/OSH）： | |||
主な危険
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酸化剤。飲み込んだり、吸入したり、皮膚に吸収されると有害です。皮膚や目の周囲に炎症を引き起こします。 | ||
| GHSラベル: | |||
 
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| H272、H315、H319、H335 | |||
| P102、P210、P220、P221、P280 | |||
| NFPA 704 (ファイアダイヤモンド) | |||
| 引火点 | 不燃性（酸化剤） | ||
| 致死量または濃度（LD、LC）： | |||
LD 50 (平均投与量)
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1901 mg/kg（経口、ウサギ） 3750 mg/kg（経口、ラット）[4] | ||
| 安全データシート（SDS） | 0184 の検索結果 | ||
| 関連化合物 | |||
その他の陰イオン
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亜硝酸カリウム | ||
その他の陽イオン
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関連化合物
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| 補足データページ | |||
| 硝酸カリウム（データページ） | |||
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 ？）
 インフォボックス参照
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硝酸カリウムは、鋭く塩辛く苦い味を持つ化合物で、化学式は K N O 3です。硝酸のカリウム 塩です。この塩はカリウム陽イオンK +と硝酸陰イオンNOで構成されています。 −3硝酸カリウムは、硝酸塩の一種で、アルカリ金属の硝酸塩です。自然界では鉱物の硝石（米国以外ではnitre ）として存在します。 [5]硝酸カリウムは窒素の供給源であり、窒素は硝石にちなんで名付けられました。硝酸カリウムは、硝石（米国ではsaltpeter ）と総称される窒素含有化合物の1つです。 [5]
硝酸カリウムの主な用途は、肥料、木の切り株の除去、ロケットの推進剤、花火です。硝酸カリウムは火薬（黒色火薬）の主成分の1つです。 [6]加工肉では、硝酸カリウムがヘモグロビンとミオグロビンと反応して赤色を生成します。[7]
語源
硝石、または硝酸カリウムは、古くから世界中で使用され、生産されていたため、多くの名前で呼ばれています。
硝酸塩については、ヘブライ語とエジプト語でそれを表す単語にはntrという子音があり、ギリシア語のnitron （ラテン語化されてnitrumまたはnitriumになった）に由来している可能性が高い。そこから古フランス語はniter、中期英語はnitreとなった。15世紀までに、ヨーロッパ人はそれをsaltpetre [8] 、特にインドsaltpetre（チリsaltpetreは硝酸ナトリウム[9]）、そして後に化合物の化学的性質がより完全に理解されるにつれて nitrate of potashと呼ぶようになった。
アラブ人はこれを「中国の雪」（アラビア語：ثلج الصين、ローマ字： thalj al-ṣīn）またはbārūd（بارود）と呼んだが、この語源は定かではないが後に火薬を意味するようになった 。イラン人/ペルシャ人はこれを「中国の塩」と呼んだ[10] [11] [12] 、または「中国の塩性湿地の塩」（ペルシャ語：نمک شوره چينی namak shūra chīnī ） [13]。[14] 17世紀に清朝の人物によって出版された『天宮開物』には、自然から火薬やその他の有用な製品を製造する方法が詳述されている。
歴史的生産
鉱物源から
マウリヤ朝インドの硝石製造業者はヌニヤ・ラバナ 階級を形成していた。[15]硝石についてはカウティリヤの 『アルタシャーストラ』（紀元前300年 - 紀元後300年編纂）にも言及されており、その有毒な煙を戦争の武器として使用したことが記されているが、[16]推進力としての使用は中世まで見られなかった。
硝酸カリウムの精製法は、1270年にシリアの化学者で技術者のハサン・アル・ラムマが著書『軍馬術と巧妙な戦争装置の書』の中で概説している。この本で、アル・ラムマはまず、バルド（粗硝石鉱物）を最小限の水で煮沸し、その熱い溶液のみを使用して精製し、次に酸化カリウム（木灰の形）を使用してこの溶液から炭酸塩を沈殿させることでカルシウムとマグネシウムを除去し、精製された硝酸カリウム溶液を残し、それを乾燥させる方法について述べている。[17]これは火薬と爆発装置の製造に使用された。アル・ラムマが使用した用語は、彼が書いた火薬が中国で生まれたことを示している。[18]
少なくとも 1845 年まで遡って、チリとカリフォルニアで 硝石鉱床が採掘されていました。
洞窟から
硝酸カリウムの主な天然源は、洞窟の壁から結晶化した堆積物と洞窟内のコウモリの糞の堆積物です。 [19]抽出は、コウモリの糞を水に1日浸し、濾過し、濾過した水中の結晶を採取することで行われます。伝統的に、ラオスではコウモリの糞はバンファイロケットの火薬の製造に使用されていました。 [20]
硝酸カルシウム、または石灰硝石は、家畜の尿から馬小屋の壁で発見されました。[9]
硝酸塩
硝酸カリウムは硝石工場で生産された。[21]このプロセスでは、硝石工場の横の畑に排泄物（人間または動物）を埋め、水をかけて、硝石が浸出するまで待ってから、白華現象によって表面に浮き出る。その後、作業員が得られた粉末を集め、ボイラープラントで沸騰濃縮するために輸送した。 [22] [23]
「モンテペルサヌス」のほかに、13世紀（およびそれ以降）キリスト教ヨーロッパ全土で硝石が唯一供給されていたのは（マイケル・スコット（1180-1236）の3つの写本にある「アルキミアについて」によると）「スペインのアラゴンの海に近いとある山で発見された」ものだった。[13] : 89, 311 [24]
1561年、イングランドとアイルランドの女王エリザベス1世はスペインのフェリペ2世と戦争中だったため、硝石（イングランド王国では国内生産がなかった）を輸入できなくなり、ドイツの船長ジェラルド・ホンリクに「硝石を栽培するための手順」（「硝石製造書」の秘密）のマニュアルと引き換えに「金300ポンド」を支払わなければならなかった。[25]
硝石層
硝石層は排泄物から硝酸塩を生成するために使用される同様のプロセスです。しかし、硝石層の浸出ベースのプロセスとは異なり、排泄物を土壌と混合し、土壌微生物が硝化によってアミノ窒素を硝酸塩に変換するのを待ちます。硝酸塩は水で土壌から抽出され、次に木灰を加えて硝石に精製されます。このプロセスは15世紀初頭に発見され、チリの鉱床が発見されるまで非常に広く使用されていました。[26]
アメリカ南北戦争の南軍側では硝石が著しく不足していた。その結果、硝石鉱業局が設立され、硝石層や政府の硝石工場への排泄物の提供など、地元での生産を奨励した。1862 年 11 月 13 日、政府はチャールストン デイリー クーリエ紙に、サウスカロライナ州アシュリー フェリーの新しい硝石層で働く「健康な黒人男性」20 ～ 30 人を募集する広告を掲載した。硝石層は腐った肥料と藁でできた大きな長方形の容器で、尿、糞尿水、便所、汚水溜め、排水溝からの液体で毎週湿らせ、定期的にひっくり返した。国立公文書館は、バージニア州でそのような労働を強いられた 29,000 人以上の人々の給与記録を公開した。南部では火薬用の硝石が切実に必要とされていたため、アラバマ州のある役人が新聞に、トイレの便器の中身を収集のために保存するよう求める広告を出したと伝えられている。 1864年4月、サウスカロライナ州では、南部連合政府が31人の奴隷をチャールストン郊外のアシュリーフェリー・ナイトレ工場で強制的に働かせた。[27]
おそらく、硝石床生産に関する最も徹底的な議論は、1862 年のルコンテの文書です。[28]彼は、南北戦争中の南部連合諸国の需要を満たすために生産量を増やすという明確な目的で執筆していました。彼は農村コミュニティの支援を呼びかけていたため、説明と指示は単純かつ明確です。彼は「フランス式」とそのいくつかのバリエーション、および「スイス式」を詳しく説明しています。注: 藁と尿のみを使用する方法については多くの言及がありますが、この著作にはそのような方法は記載されていません。
フランス式
テュルゴーとラヴォアジエはフランス革命の数年前に肥料と堆肥の貯蔵庫を作った。硝石床は、堆肥にモルタルまたは木灰、土、藁などの有機物を混ぜて作られ、通常高さ4フィート(1.2メートル)、幅6フィート(1.8メートル)、長さ15フィート(4.6メートル)の多孔性を与えるものだった。[28]この堆肥の山は通常雨よけのカバーの下にあり、尿で湿らせた状態に保たれ、分解を促進するために頻繁にひっくり返され、そして最後に約1年後に水で浸出させて可溶性の硝酸カルシウムを取り除き、次にカリで濾過して硝酸カリウムに変換された。
スイス方式
ジョセフ・ルコントは、尿のみを使用し糞尿を使用しない方法をスイス方式と呼んで説明している。尿は厩舎の下の砂場で直接収集される。砂自体は掘り出され、硝酸塩が抽出され、上記のようにカリを使用して硝酸カリウムに変換される。[29]
硝酸から
1903年から第一次世界大戦時代まで、黒色火薬や肥料用の硝酸カリウムは、ビルケランド・アイデ法で製造された硝酸から工業規模で生産された。ビルケランド・アイデ法では、電気アークを使用して空気中の窒素を酸化する。第一次世界大戦中、新たに工業化されたハーバー法(1913年) は、1915年以降オストワルド法と組み合わされ、チリからの鉱物硝酸ナトリウム (硝酸塩を参照) の供給が途絶えたドイツは、戦争のために硝酸を生産することができた。
現代の生産
硝酸カリウムは、硝酸アンモニウムと水酸化カリウムを組み合わせることで作ることができます。
- NH 4 NO 3 + KOH → NH 3 + KNO 3 + H 2 O
アンモニアを副産物として生成せずに硝酸カリウムを製造する別の方法は、インスタントアイスパックに含まれる硝酸アンモニウム[30]と、ナトリウムを含まない塩の代替品として簡単に入手できる塩化カリウムを組み合わせることである。
- NH 4 NO 3 + KCl → NH 4 Cl + KNO 3
硝酸カリウムは、硝酸を水酸化カリウムで中和することによっても生成できます。この反応は、非常に発熱的です。
- KOH + HNO 3 → KNO 3 + H 2 O
工業規模では、硝酸ナトリウムと塩化カリウム の二重置換反応によって製造されます。
- NaNO 3 + KCl → NaCl + KNO 3
プロパティ
硝酸カリウムは室温では斜方晶系の結晶構造を持ち、 [31] 128 °C (262 °F) で三方晶系に転移する。200 °C (392 °F) から冷却すると、124 °C (255 °F) から 100 °C (212 °F) の間で別の三方晶相が形成される。[32] [33]
硝酸ナトリウムは、炭酸カルシウムの最も安定した形態である方解石と同形であるが、室温での硝酸カリウムは、炭酸カルシウムのやや安定性の低い多形であるアラゴナイトと同形である。この違いは、硝酸塩（NO−3）および炭酸塩（CO2−3）イオンとカリウムイオン（ K +）がナトリウムイオン（Na +）やカルシウムイオン（Ca 2+ ）よりも大きいという事実である。[34]
硝酸カリウムの室温での構造では、各カリウムイオンは6つの硝酸イオンに囲まれています。また、各硝酸イオンは6つのカリウムイオンに囲まれています。[31]
硝酸カリウムは水に適度に溶けますが、溶解度は温度とともに増加します。水溶液はほぼ中性で、市販の粉末の10%溶液では14℃（57℉）でpH 6.2を示します。吸湿性はそれほど高くなく、相対湿度80%で50日間で約0.03%の水を吸収します。アルコールには溶けず、毒性もありません。還元剤と反応して爆発する可能性がありますが、それ自体は爆発性はありません。[2]
熱分解
550～790℃（1,022～1,454℉）の間で、硝酸カリウムは亜硝酸カリウムと温度依存平衡に達する：[35]
- 2 KNO 3 ⇌ 2 KNO 2 + O 2
用途
硝酸カリウムは、主に硝酸塩の供給源として、多岐にわたる用途があります。
硝酸製造
歴史的には、硝酸は硫酸と硝石などの硝酸塩を混合して生成されていました。現代ではこれが逆転し、オストワルド法によって生成された硝酸から硝酸塩が生成されます。
酸化剤
硝酸カリウムの最も有名な用途は、おそらく黒色火薬の酸化剤としてでしょう。古代から1880年代後半まで、黒色火薬は世界中のすべての銃器の爆発力を供給していました。その後、小火器や大砲は無煙火薬であるコルダイトにますます依存するようになりました。黒色火薬は現在でも黒色火薬ロケットモーターに使用されていますが、「ロケットキャンディー」（人気のアマチュア用ロケット推進剤）の砂糖などの他の燃料と組み合わせて使用されることもあります。また、発煙弾などの花火にも使用されます。[36]また、タバコの燃焼を均一に保つためにタバコに添加され、 [37]キャップアンドボールリボルバーの紙薬莢の完全燃焼を確実にするためにも使用されます。[38]また、数百度に加熱してナイターブルーイングに使用することもできます。これは、他の保護酸化法よりも耐久性は劣りますが、銃器のネジ、ピン、その他の小さな部品などの鋼部品に特定の美しい色をつけることができます。
肉加工
硝酸カリウムは、古代[39]や中世[40]以来、塩漬け肉の一般的な成分でした。硝酸塩の使用が広く採用されるようになったのは比較的最近のことで、大規模な食肉加工の発達に関連しています。[6]硝酸カリウムの使用は、「プラハパウダー」やピンク色の「塩漬け塩」などの亜硝酸ナトリウム製剤と比較して、結果が遅く一貫性がないため、ほとんど中止されました。それでも、硝酸カリウムは、サラミ、ドライハム、シャルキュトリー、（一部の国では）コンビーフを作るために使用される塩水など、一部の食品用途でまだ使用されています（亜硝酸ナトリウムと一緒に使用される場合もあります）。[41]シェトランド諸島（英国）では、地元の珍味であるレスティットマトンを作るために羊肉の塩漬けに使用されています。 [42]欧州連合で食品添加物として使用される場合、[43]この化合物はE252と呼ばれます。また、米国[44]、オーストラリア、ニュージーランド[45]（INS番号252）では食品添加物としての使用が承認されている。[2]
がんリスクの可能性
2015年10月以降、WHOは加工肉をグループ1発がん物質（疫学的研究に基づき、ヒトに対して確実に発がん性がある）に分類しています。 [46]
2023年4月、フランスのリモージュ控訴裁判所は、食品監視NGO「Yuka」が硝酸カリウムE249からE252を「がんリスク」と表現したことは法的に正当であることを確認し、フランスのシャルキュトリー業界による同団体に対する控訴を却下した。[47]
肥料
硝酸カリウムは、植物の主要栄養素である窒素とカリウムの供給源として肥料に使用されます。単独で使用した場合、NPK評価は13-0-44です。[48] [49]
薬理学
- 敏感歯用の歯磨き粉に使用されています。[50]最近、[いつ? ]敏感歯の治療用の歯磨き粉に硝酸カリウムを使用することが増えています。[51] [52]
- 歴史的には喘息の治療に使われてきました。[53]喘息の症状を緩和するために歯磨き粉に使用されています。[54]
- タイでは膀胱炎、腎盂炎、尿道炎の症状を緩和する腎臓錠剤の主成分として使用されている。[55]
- 高血圧に効果があり、かつては降圧剤として使われていた。[56]
その他の用途
- 塩橋の電解質として使用されます。
- 凝縮エアロゾル消火システムの有効成分。火災の炎のフリーラジカルと燃焼すると炭酸カリウムを生成する。[57]
- アルミニウムクリーナーとして機能します。
- 一部の木の切り株除去製品の成分（通常約98％） 。切り株の木材を攻撃する菌類に窒素を供給することで、切り株の自然分解を促進します。 [58]
- 金属の熱処理では、中温溶融塩浴として、通常は亜硝酸ナトリウムと組み合わせて使用されます。同様の浴は、銃器によく見られる耐久性のある青/黒の仕上げを生成するために使用されます。その酸化特性、水溶性、低コストにより、短期的な防錆剤として理想的です。[59]
- フィリピンのマンゴーの開花を促すため。[ 60 ] [61]
- 発電システムにおける蓄熱媒体。硝酸ナトリウムと硝酸カリウムの塩は、ジェマソーラー太陽熱発電所のヘリオスタットで集められた太陽エネルギーとともに溶融状態で貯蔵される。硝酸カルシウムまたは硝酸リチウムを加えた三元塩は、溶融塩の蓄熱容量を向上させることがわかっている。[62]
- 化学強化ガラス中のナトリウムイオンとの交換のためのカリウムイオン源として。
- ロケットキャンディと呼ばれる模型ロケット燃料の酸化剤として。
- 自家製の発煙弾の成分として。[63]
民間伝承や大衆文化では
硝酸カリウムはかつてインポテンツを引き起こすと考えられており、今でも施設の食事（軍隊の食事など）に含まれていると噂されている。そのような特性を裏付ける科学的証拠はない。[64] [65] 『バンク・ショット』では、エル（ジョアンナ・キャシディ）がウォルター・バランタイン（ジョージ・C・スコット）に、刑務所で硝石を食べさせられたと告げる。[要出典] 『カッコーの巣の上で』では、ランドルは看護師に薬を飲むように言われるが、それが何なのかわからず、誰にも「硝石をこっそり飲ませて」ほしくないと言う。そして、自慰行為の動きを真似し始める。
1776年、ジョン・アダムズは妻のアビゲイルに大陸軍のために硝石を作るよう依頼した。彼女は最終的に裁縫用のピンと引き換えに硝石を作ることができた。[66]
スタートレックのエピソード「アリーナ」では、カーク船長が硝酸カリウムを火薬の主成分として作った原始的な大砲を使ってゴーンを負傷させる。[要出典]
『 21ジャンプストリート』では、チャニング・テイタム演じるジェンコが化学の授業で硝酸カリウムについて韻を踏んだプレゼンテーションを行っている。[要出典]
『イーティング・ラウル』では、ポールは、看護婦に扮する女王様を雇い、妻に対する性欲を減らすためにラウルに硝石を飲ませる。[要出典]
シンプソンズのエピソード「エル・ヴィアヘ・ミステリオーソ・デ・ヌエストロ・ホメル（ホーマーの不思議な航海） 」では、バーンズ氏が「オールド・エリヒューのエール風硝石チリ」と題されたチリ料理に硝石を注いでいるところが見られる。[要出典]
バーナード・コーンウェルのシャープ小説シリーズでは、インドからの硝石の有利な供給がナポレオン戦争におけるイギリスの軍事的優位性の重要な要素であったことが何度も言及されている。シャープの『大混乱』では、フランスのアルジェントン大尉がフランスは汚水溜めから硝石をかき集める必要があると嘆いている。[要出典]
ドクターストーンのアニメと漫画シリーズでは、グアノから得られる天然硝石の支配をめぐる争いが物語の大きな部分を占めています。[要出典]
1800年代のコーンベルト地方の農業の伝承では、肥料を与えられた畑で干ばつで枯れたトウモロコシ[67]には硝石が蓄積し、茎を開いて調べると「細かい粉となってテーブルの上に落ちる」ことがあった[68] 。
スロベニアの本 https://sl.wikipedia.org/wiki/Martin_Krpan_z_Vrha では、硝酸カリウムはイングリッシュ ソルトと呼ばれていました。マーティン クルパンはそれを国中を運んでいました。毎年行われるプストと呼ばれる伝統行事で、人々は通常砂または普通の塩の袋を吊るして、硝酸カリウムとマーティン クルパンを表現します。硝酸カリウムに詳しい人は多くなく、単にイングリッシュ ソルトと呼んでおり、彼がそれを火薬に使用するために運んでいたことを知る人はほとんどいません。
参照
参考文献
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中国人は火薬の必須成分である硝石を確かに知っていた。彼らはそれを中国の雪と呼び、紀元初期に花火やロケットの製造に使用していた。
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など、科学的研究の多重化、がんに関する国際研究センターの研究、追加の分類、E249、E250、E251、E252 の名前の確認、「がんの可能性」の確認、ラの補助リーグ結腸直腸癌の 4,000 個の癌の属性を比較します。
[そして、これは、国際がん研究機関などの科学的意見の多様性にもかかわらず、E249、E250、E251、E252として知られるこれらの添加物を「発がん性の可能性がある物質」に分類し、がんは、年間約 4,000 件の大腸がんの原因となっています。 - ^ ミシガン州立大学エクステンション速報 E-896: NPK 肥料 2015-12-24 にアーカイブされたWayback Machine
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外部リンク
Wikiquoteに硝酸カリウムに関する引用があります。
- 。ブリタニカ百科事典。 Vol. XXI (第9版)。 1886.p. 235.
- 国際化学物質安全性カード 018402216