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| 名前 | |||
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| IUPAC名
炭酸水素ナトリウム
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| その他の名前
重曹、重炭酸ナトリウム（実験室の俗語）、重炭酸ソーダ、ナコライト、炭酸水素ナトリウム、ナトロン
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| 識別子 | |||
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3Dモデル（JSmol）
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| 4153970 | |||
| 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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| ドラッグバンク |
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| ECHA 情報カード | 100.005.122 | ||
| EC番号 |
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| E番号 | E500(ii) （酸性度調整剤、...） | ||
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| ケッグ |
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| メッシュ | ナトリウム+重炭酸塩 | ||
パブケム CID
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| RTECS番号 |
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| ユニ |
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CompTox ダッシュボード ( EPA )
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| プロパティ | |||
| 炭酸水素ナトリウム 3 | |||
| モル質量 | 84.0066 グラムモル−1 | ||
| 外観 | 白い結晶 | ||
| 臭い | 無臭 | ||
| 密度 |
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| 融点 | （ 50℃から炭酸ナトリウムに分解する[1] [6]） | ||
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| 溶解度 | 0.02重量%アセトン、2.13重量%メタノール@22℃。[4]エタノールに不溶 | ||
| ログP | −0.82 | ||
| 酸性度（p Ka） |
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屈折率( n D )
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nα = 1.377 nβ = 1.501 nγ = 1.583 | ||
| 構造 | |||
| 単斜晶系 | |||
| 熱化学 | |||
熱容量 ( C )
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87.6 J/モルK [7] | ||
標準モル
エントロピー ( S ⦵ 298 ) |
101.7 J/モルK [7] | ||
標準生成エンタルピー (Δ f H ⦵ 298 ) |
−950.8 kJ/モル[7] | ||
ギブスの自由エネルギー (Δ f G ⦵ )
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−851.0 kJ/モル[7] | ||
| 薬理学 | |||
| B05CB04 ( WHO ) B05XA02 ( WHO )、QG04BQ01 ( WHO ) | |||
| 静脈内、経口 | |||
| 危険 | |||
| 労働安全衛生（OHS/OSH）： | |||
主な危険
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重度の目の炎症を引き起こす | ||
| 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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4220 mg/kg（ラット、経口）[8] | ||
| 安全データシート（SDS） | 外部MSDS | ||
| 関連化合物 | |||
その他の陰イオン
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炭酸ナトリウム | ||
その他の陽イオン
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関連化合物
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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。
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 インフォボックス参照
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重曹（IUPAC名：炭酸水素ナトリウム[9]）は、一般にベーキングソーダまたは重炭酸ソーダとして知られ、化学式NaHCO 3の化合物です。ナトリウム陽イオン（Na +）と重炭酸陰イオン（HCO 3 − ）からなる塩です。重曹は結晶性の白色固体ですが、細かい粉末として現れることも多いです。洗濯用ソーダ（炭酸ナトリウム）に似た、わずかに塩辛いアルカリ性の味がします。天然の鉱物はナコライトですが、より一般的には鉱物トロナの成分として見られます。[10]
古くから知られ、広く使用されているため、この塩にはベーキングソーダ、ブレッドソーダ、クッキングソーダ、醸造ソーダ、重曹などさまざまな名前があり、店頭ではベーキングパウダーの近くに置かれていることが多い。ベーキングソーダという用語は米国でより一般的であり、重曹という用語はオーストラリア、英国、ニュージーランドでより一般的である。[11]重炭酸ナトリウム、重炭酸ソーダ、重炭酸塩、重炭酸塩などの略語もよく使われる。[12]
「重炭酸塩」の接頭辞「bi-」は、分子の知識以前の時代遅れの命名システムに由来する。これは、重炭酸ナトリウム（NaHCO 3 ）中のナトリウム1個あたりの炭酸塩（CO 3 −2 ）の量が、炭酸ナトリウム（Na 2 CO 3）の2倍であるという観察に基づく。[13]これらの化合物の現代の化学式は、重炭酸カリウムという名前が作られたときには知られていなかった正確な化学組成を表現している（重炭酸塩も参照）。
用途
料理
Wikibooks Cookbookにはレシピ/モジュールがあります
- 重曹
料理では、重曹は主にパンを焼くときに膨張剤として使用されます。重曹が酸と反応したり加熱されると二酸化炭素が放出され、生地が膨張してケーキ、クイックブレッド、ソーダブレッド、その他の焼き菓子や揚げ菓子に特徴的な食感や粒を形成します。酸が使用される場合、酸塩基反応は一般的に次のように表すことができます。[14]
- NaHCO 3 + H + → Na + + H2CO3
この反応を誘発する酸性物質には、リン酸水素塩、酒石酸、レモン汁、ヨーグルト、バターミルク、ココア、酢などがある。重曹は酸性のサワードウと一緒に使用することができ、酸味の少ない軽い製品を作ることができる。[15]反応は室温でゆっくりと起こるため、混合物（ケーキ生地など）はオーブンで加熱されるまで膨らませずに放置することができる。[要出典]
「重曹と酢の火山」として知られる科学実験では、酢の酸との反応を利用して火山の噴火を模倣します。
この反応がガスが逃げることができない密閉容器（ボトルなど）内で行われると、圧力が高すぎると 爆発を引き起こす可能性があります。
重曹は熱分解により80℃（180℉）以上の温度で二酸化炭素を放出し、それ自体がベーキングにおける膨張剤として作用することもある。 [16]
- 2 NaHCO 3 → Na 2 CO 3 + H 2 O + CO 2
このように単独で使用した場合、酸性成分（生地内または酸を含むベーキングパウダーの使用による）が存在しないと、利用可能な CO 2 の半分しか放出されません（ NaHCO 3の2当量ごとに1つの CO 2分子が生成されます）。さらに、酸がない場合、重炭酸ナトリウムの熱分解によって炭酸ナトリウムも生成されます。これは強いアルカリ性であり、焼き菓子に苦味、石鹸のような味、黄色を与えます。
ベーキングパウダー
ベーキングパウダーは調理用としても販売されており、約30％の重炭酸塩と、調理媒体に追加の酸を必要とせずに水を加えることで活性化するさまざまな酸性成分が含まれています。[17] [18] [19]多くのベーキングパウダーには、リン酸カルシウム、リン酸アルミニウムナトリウム、または酒石酸と組み合わせた重炭酸ナトリウムが含まれています。[20]重曹はアルカリ性です。ベーキングパウダーに使用される酸は、焼成中に化学変化して炭酸ナトリウムが生成されたときに金属のような味がするのを防ぎます。[21]
食品添加物
味を良くするために、他のボトル入り飲料水用 食品添加物と組み合わせて使用されることが多い。[22]欧州連合の E番号はE500である。[23]
花火
重曹は、一般的な「黒蛇」花火の主成分の1つです。この効果は熱分解によって発生し、二酸化炭素ガスを生成して、もう一つの主成分であるスクロースの燃焼生成物として長い蛇のような灰を生成します。[24]また、重曹は加熱されると、難燃剤である二酸化炭素と水を放出することで燃焼反応を遅らせます。
低刺激性消毒剤
重曹には弱い殺菌作用があり[25] [26]、一部の微生物に対しては効果的な殺菌作用がある可能性がある。[27]重曹はカビ臭を吸収するため、古本屋が本の臭いを抑える際に信頼できる方法となっている。 [28]
消火器
重曹は加熱すると二酸化炭素を放出するため、火にかけることで小さな油や電気火災を消火するのに使用できます。[29]しかし、揚げ物の火災には使用しないでください。突然ガスが放出され、油が飛び散る場合があります。[29]重曹は、ABC消火器のより腐食性の高いリン酸一アンモニウムの代替品として、BCドライケミカル 消火器で使用されています。重曹のアルカリ性により、パープルKを除いて、業務用厨房に設置された大規模な消火システムで使用された唯一のドライケミカル剤となっています。[30]
重曹には同時に作用するいくつかの消火メカニズムがあります。加熱されると水と二酸化炭素に分解し、吸熱反応を起こして火から熱を奪います。さらに、火の伝播の原因となるフリーラジカルを除去できる中間体を形成します。[31]特に油火災の場合、軽度の鹸化作用もあり、火を消すのに役立つ石鹸の泡を生成します。[30]
酸の中和
重曹は酸と自発的に反応し、反応生成物として二酸化炭素ガスを放出します。化学実験室では、不要な酸溶液や酸の流出を中和するためによく使用されます。[ 32]重曹は両性で酸と塩基の両方と反応しますが、塩基の中和には使用しないでください。 [ 33]
スポーツサプリメント
重炭酸ナトリウムは、筋肉の持久力を向上させるためのスポーツサプリメントとして摂取されます。[35]主に男性を対象に実施された研究では、重炭酸ナトリウムは短期間の高強度の活動のパフォーマンスを向上させるのに最も効果的であることが示されています。[36]
農業
重曹は葉に散布すると菌類の増殖を防ぐことができますが、菌類を殺すことはできません。重曹の量が多すぎると、果実の変色（2%溶液）やクロロシス（1%溶液）を引き起こす可能性があります。[37]
医療用途と健康
重曹を水と混ぜたものは、胃酸過多や胸焼けの治療に制酸剤として使用できます。[38] [39]胃酸と反応して塩、水、二酸化炭素が生成されます。
- NaHCO 3 + HCl → NaCl + H 2 O + CO 2 (g)
ペグライト[40]などの重炭酸ナトリウムとポリエチレングリコールの混合物は、水に溶かして経口摂取すると、胃腸手術や胃内視鏡検査などの前に効果的な胃腸洗浄剤や下剤として使用できる。 [要出典]
重炭酸ナトリウム水溶液の静脈内投与は、アシドーシスの場合、または血液中のナトリウムイオンまたは重炭酸イオンが不十分な場合に使用されることがあります。[41]呼吸性アシドーシスの場合、注入された重炭酸イオンは血漿の炭酸/重炭酸緩衝液を左に移動させ、pHを上昇させます。このため、重炭酸ナトリウムは医師の監督下での心肺蘇生に使用されます。重炭酸塩の注入は、血液pHが著しく低い場合（< 7.1–7.0）のみに適応されます。[42]
HCO 3 − は、アシドーシスの期間中にK + を細胞内に戻すため、高カリウム血症の治療に使用されます。 [43]重曹はアルカローシスを引き起こす可能性があるため、アスピリンの過剰摂取の治療に使用されることがあります。アスピリンは適切に吸収されるためには酸性環境が必要であり、過剰摂取の場合、塩基性環境はアスピリンの吸収を減少させます。[44]重曹は、三環系抗うつ薬の過剰摂取の治療にも使用されています。[45]重曹3に対して水1のペーストとして局所的に塗布すると、ある種の虫刺されや刺され（およびそれに伴う腫れ）を和らげることもできます。[46]
トゥリオ・シモンチーニなどの一部の代替療法家は、重曹を癌治療薬として宣伝しているが、アメリカ癌協会は、効果が証明されておらず、使用時に潜在的な危険性があることから、重曹の使用は控えるよう警告している。[47] エドザード・エルンストは、重曹を癌治療薬として宣伝することを「私が長年目にしてきた代替癌詐欺の中でも、最も不快なものの1つ」と呼んでいる。[48]
重炭酸ナトリウムは局所麻酔薬に添加され、麻酔効果の発現を早め、注射の痛みを軽減します。[49]また、鼻の手術で使用されるモフェット液の成分でもあります。 [50]
酸性の食事は骨を弱めるという説もある。[51]ある研究の体系的なメタ分析では、そのような効果は示されていない。[52]また別の研究では、アルカリ性の食事が骨の健康を改善するという証拠はないが、他の理由からアルカリ性の食事には「何らかの価値があるかもしれない」と示唆している。[53]
抗議活動中に催涙ガスにさらされた影響を軽減するために、抗議者らは制酸剤（重曹など）溶液を用意して使用した。[検証失敗] [54]
ベーキングに使用されるのと同様に、炭酸水素ナトリウムは、酒石酸などの弱酸と一緒に発泡錠の賦形剤として使用されます。このような錠剤をコップ一杯の水に落とすと、炭酸塩は二酸化炭素ガス（HCO 3 − + H + → H 2 O + CO 2 ↑、より正確には、HCO 3 − + H 3 O + → 2 H 2 O + CO 2 ↑）として反応媒体から離れます。これにより錠剤は崩壊し、薬剤は結果として生じた塩（この例では酒石酸ナトリウム）とともに水中に浮遊および/または溶解します。[55]
個人衛生
重曹は、一部のマウスウォッシュの成分としても使用されています。虫歯予防と研磨作用があります。[56]歯と歯茎の機械的洗浄剤として働き、口内の酸の生成を中和し、また、感染症を防ぐ消毒剤としても機能します。 [57] [58]重曹は他の成分と組み合わせて、ドライまたはウェットデオドラントを作るために使用できます。[59] [60]重曹は、食塩と組み合わせて、鼻洗浄用の溶液を作るときに緩衝剤として使用できます。[61]
眼瞼炎の治療に目の衛生に使用されます。沸騰したての冷水に重曹小さじ1杯を加え、その溶液に浸した綿棒でまつ毛の根元を優しくこすります。[62] [63]
獣医用途
重曹は牛の飼料添加物として、特に反芻胃の緩衝剤として使用されます。[64]
洗浄剤
重曹は、ソーダブラストと呼ばれる塗装や腐食を除去するプロセスで使用されます。ブラスト媒体として、重曹は、シリカ砂研磨媒体によって損傷を受ける可能性のある、アルミニウム、銅、木材などの柔らかく弾力性の低い基材から表面の汚染を除去するために使用されます。[65]
ある製造業者は、少量の水で重曹を溶かしたペーストを、優しい研磨剤として推奨している。[29]こうしたペーストは、表面の錆を除去するのに役立つ。なぜなら、錆は濃縮アルカリ溶液中では水溶性化合物を形成するからである。[66]熱湯溶液は鋼鉄を腐食させる可能性があるため、冷水を使用すべきである。 [67]炭酸水素ナトリウムはアルミニウム上に形成される薄い保護酸化層を攻撃するため、アルミニウムの洗浄には適さない。[68]温水溶液は、銀がアルミホイルと接触しているときに銀の変色を除去する。[68] [69]重曹は、洗濯機に水軟化剤の代わりとして、また衣類の臭い取りのためによく入れられる。温水で薄めると、カップに付いたひどい紅茶やコーヒーの染みを落とすのに水酸化ナトリウムとほぼ同じくらい効果的である。
1940年代初頭の核爆弾開発マンハッタン計画では、ウランの化学的毒性が問題となった。ウラン酸化物は綿布に非常によく付着し、石鹸や洗濯用洗剤では洗い流されなかった。しかし、ウランは2%の重曹溶液で洗い流された。衣類は、非常に密度が高い劣化ウラン（DU）の有毒な粉塵で汚染される可能性がある。そのため、民間ではカウンターウェイトとして、また装甲貫通弾にはDUが使用される。DUは通常の洗濯では除去できないが、2ガロン（7.5リットル）の水に約6オンス（170グラム）の重曹を入れて洗うと洗い流すのに役立つ。[70]
臭気制御
重曹は消臭に効果的であるとよく言われています[71] [より良い情報源が必要]。また、臭いを吸収するために開封した箱を冷蔵庫に入れておくことを推奨しています。[72]このアイデアは、米国の大手重曹ブランドであるアーム＆ハマーが1972年に始めた広告キャンペーンで推進しました。 [73]このキャンペーンはマーケティングの古典とみなされており、1年以内に米国の冷蔵庫の半数以上に重曹の箱が入るようになりましたが[74] [75]、この用途で効果があるという証拠はほとんどありません。[76] [77]
化学
重炭酸ナトリウムは両性化合物である。[34]水溶液は炭酸と水酸化物イオンの形成により弱アルカリ性である。 [34]
- HCO−
3+ H 2 O → H
2CO の
3+ ああ−
重曹は、穏やかな中和剤として、また水酸化ナトリウムのような強塩基のより安全な代替品として使用されることがある。[78]重曹と酸の反応で塩と炭酸が生成され、これは容易に二酸化炭素と水に分解される。[78]
- NaHCO 3 + HCl → NaCl + H 2 O+CO 2
- H 2 CO 3 → H 2 O + CO 2 (g)
重炭酸ナトリウムは酢酸（酢に含まれる）と反応して酢酸ナトリウム、水、二酸化炭素を生成します。
- NaHCO 3 + CH 3 COOH → CH 3 COONa + H 2 O + CO 2 (g)
重炭酸ナトリウムは水酸化ナトリウムなどの塩基と反応して炭酸塩を形成します。
- NaHCO 3 + NaOH → Na 2 CO 3 + H 2 O
熱分解
80～100℃（176～212℉）の温度で、重炭酸ナトリウムは徐々に炭酸ナトリウム、水、二酸化炭素に分解する。200℃（392℉）では変換が速くなる。[79]
- 2 NaHCO 3 → Na 2 CO 3 + H 2 O + CO 2
ほとんどの重炭酸塩はこの脱水反応を起こす。さらに加熱すると炭酸塩は酸化物に変わる（850℃以上/1,560℉）。[79 ]
- Na 2 CO 3 → Na 2 O + CO 2
二酸化炭素と水の生成はNaHCO3の消火特性を部分的に説明するが[ 30]、熱吸収やラジカル消去などの他の要因の方が重要である。[31]
自然発生
自然界では、重炭酸ナトリウムはほぼ例外なくナコライトかトロナとして存在します。トロナの方が一般的ですが、これはナコライトの方が水に溶けやすく、2つの鉱物間の化学平衡はトロナに有利だからです。 [10]重要なナコライト鉱床は、米国、ボツワナ、ケニア、ウガンダ、トルコ、メキシコにあります。[80]最大のトロナ鉱床は、ワイオミング州のグリーン川流域にあります。[81]
ナコライトはオイルシェールの成分として見つかることもあります。[82]
安定性と保存期間
涼しい場所（室温）で乾燥した場所（湿気を遮断するために密閉容器が推奨）に保管すれば、重曹は少なくとも2～3年間は大きな分解を起こさずに保存することができます。[83] [84] [85] [86]
歴史
ナトロンという言葉は、近代を通じて多くの言語で（ anatron、natrum、natronの形で）使用されており、（スペイン語、フランス語、英語の natronや「sodium」のように）アラビア語のnaṭrūn（またはanatrūn。下エジプトの「ナトロンタル」ワディ・エル・ナトゥルンを参照。そこでは、炭酸ナトリウムと炭酸水素ナトリウムの混合物がミイラの脱水に使用されていた[87]）ギリシャ語のnítron（νίτρον）（ヘロドトス、アッティカのlítron（λίτρον） ）に由来し、これは古代エジプトのntrにまで遡ることができる。ギリシャ語のnítron （ソーダ、硝石）は、ラテン語の（sal）nitrumやドイツ語のSalniter （窒素源、Nitratなど）でも使用されている。 [88] [89]ラテン語のsalæratus （「空気を含んだ塩」を意味する）に由来するsaleratusという語は、19世紀には重炭酸ナトリウムと重炭酸カリウムの両方を指すために広く使用されていました。[90]
1791年、フランスの化学者ニコラ・ルブランは炭酸ナトリウム（ソーダ灰としても知られる）を生産した。薬剤師のヴァレンティン・ローズ・ザ・ヤンガーは1801年にベルリンで重曹を発見したとされている。1846年、2人のアメリカ人パン職人、ジョン・ドワイトとオースティン・チャーチは、炭酸ナトリウムと二酸化炭素から重曹を生産する米国初の工場を設立した。[91]
サレラトゥス（炭酸水素カリウムまたは炭酸ナトリウム）は、ラドヤード・キプリングの小説『勇敢な船長たち』の中で、1800年代に商業漁業で獲れたばかりの魚が腐るのを防ぐために広く使用されていたと言及されている。[92]
1919年、米国上院議員リー・オーバーマンは、重曹がスペイン風邪を治せると宣言した。1919年1月26日の討論の最中、彼は議論を中断して治療法の発見を発表した。「この調査を行っている方々のために申し上げたいのですが」と彼は報告した。「ノースカロライナの山岳地帯にある高等裁判所の判事から、この病気の治療法が発見されたと聞きました。」この治療法は、現代科学への批判と素朴な人々の素朴な知恵への感謝を暗示していた。「彼らは、普通の重曹で病気が治ると言っています」と彼は続けた。「彼らはそれで病気を治しました。そこでは死者は一人もいません。彼らは普通の重曹を使っていて、それで病気が治るのです。」[93]
生産
重炭酸ナトリウムは炭酸ナトリウムから工業的に生産される：[94]
- Na 2 CO 3 + CO 2 + H 2 O → 2 NaHCO 3
重曹の生産量は年間約10万トン（2001年現在）[疑わしい–議論が必要] [95]で、世界全体での生産能力は年間240万トン（2002年現在）である。[96]商業的な量の重曹も同様の方法で生産されている。鉱石トロナの形で採掘されたソーダ灰を水に溶かし、二酸化炭素で処理する。この溶液から重炭酸ナトリウムが固体として沈殿する。[要出典]
ソルベイ法では、重炭酸ナトリウムは塩化ナトリウム、アンモニア、二酸化炭素の反応の中間体ですが、生成物の純度は低いです（75％）。[要出典]
実用的な価値はないが、二酸化炭素と水酸化ナトリウム水溶液の反応によってNaHCO 3が得られる可能性がある。[引用が必要]
- CO 2 + NaOH → NaHCO 3
鉱業
天然のナコライト(NaHCO 3 )の鉱床は、コロラド州ピセアンス盆地の始新世(5580万～3390万年前) のグリーンリバー層で発見されています。ナコライトは、盆地の蒸発量が多かった時期に層として堆積しました。商業的には、ボーリング、ドラム、長壁採掘などの一般的な地下採掘技術を使用して、石炭採掘と非常によく似た方法で採掘されています。[引用が必要]
また、ナコライト層に加熱した水を注入し、溶解したナコライトを冷却結晶化プロセスで結晶化する溶液採掘によっても生産されます。
ナコライトは頁岩中に見つかることもあるため、シェールオイル抽出の副産物として生産され、溶液採掘によって回収される。[82]
大衆文化において
重曹は「重曹」として、マルクス兄弟の映画でグルーチョ・マルクスのよく使われるオチのネタだった。『アヒルのスープ』では、マルクスは戦争中の国の指導者を演じている。ある場面で、マルクスは戦場から将軍が毒ガス攻撃を報告しているという連絡を受け、グルーチョは側近に「重曹小さじ一杯と水を半分飲むように伝えてくれ」と言う。[97] 『オペラ座の夜』では、グルーチョのキャラクターはオペラの初日の観客に、リードテナーについてこう言う。「ラスパリー氏は非常に有名な一家の出身です。母親は有名なバス歌手でした。父親はスパゲッティに重曹を詰めて、消化不良を引き起こすと同時に治すという方法を初めて考案した人物です」[98]
ジョセフ・L・マンケウィッツの名作『イヴの総て』では、マックス・ファビアン (グレゴリー・ラトフ) がマーゴ・チャニング (ベティ・デイビス)と長いシーンを共にする。胸焼けに苦しむマックスは、重曹を頼んで飲み、大きなげっぷをさせる。チャニングはマックスの名前が書かれた重曹の箱を常に持っていくと約束する。
参照
参考文献
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文献
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外部リンク
ウィキメディア・コモンズには、重炭酸ナトリウムに関連するメディアがあります。
- 国際化学物質安全性カード 1044