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硝酸ナトリウムは化学式NaNO 3で表される化合物です。このアルカリ金属硝酸塩は、通常の硝酸カリウムである硝石と区別するために、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 ]とも呼ばれています。鉱物形態は、硝石、硝酸塩、またはソーダ硝石としても知られています。
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（NO₃⁻ ）の入手しやすい供給源であり、肥料、花火、発煙弾、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）、固体ロケット燃料などの製造において、工業規模で行われる様々な反応に有用です。これらの目的のために、硝酸ナトリウムは大規模に採掘されてきました。
南米の鉱床に関する初期の科学的記述は、1821年にペルーの鉱物学者マリアーノ・エドゥアルド・デ・リベロ・イ・ウスタリスによって発表された。彼は当時ペルーの一部であったタラパカ地区のサンプルを分析した。この標本はペドロ・フエンテスから提供され、パリの鉱物学者ルネ・ジュスト・アウイの研究所に保管されていた。リベロは、この鉱物はガラス製造、肥料、火薬などの工業用途に使用できると結論付けたが、商業的な作業は1831年まで始まらなかった。[ 6 ]
ヨーロッパへの硝石の最初の出荷は、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に投棄された。[ 7 ] [ 8 ]しかし、時が経つにつれて、南米の硝石の採掘は儲かるビジネスになった（1859年には、イギリスだけで47,000メートルトンを消費した）。[ 8 ]チリは、同盟国のペルーとボリビアと太平洋戦争（1879～1884年）を戦い、両国の最も豊富な硝石鉱床を占領した。1919年、ラルフ・ウォルター・グレイストーン・ワイコフは、X線結晶学を用いてその結晶構造を決定した。
天然に存在する硝酸ナトリウムの最大の蓄積はチリとペルーにあり、そこでは硝酸塩がカリチェ鉱石と呼ばれる鉱床内に結合している。[ 9 ]硝酸塩は、高温乾燥した砂漠の大気中で、海霧の降水と海水の飛沫の酸化/乾燥、それに続く空気中の NaNO 3、 KNO 3、 NaCl、 Na 2 SO 4、および I の重力沈降によって陸上に蓄積される。[ 10 ]エルニーニョ/ラニーニャの極端な乾燥/豪雨サイクルは、乾燥と水による溶解/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する。毛細管溶解移動により硝酸塩の層が形成され、純粋な硝酸塩はまれに脈を形成する。 1世紀以上にわたり、この化合物の世界的供給はほぼすべてチリ北部のアタカマ砂漠からの採掘に頼っていたが、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合成硝石に転換し始めた。この硝石は、火薬やその他の軍需品の製造において天然の硝石と同様に実用的であった。1940年代までに、この転換プロセスによって天然由来の硝酸ナトリウムの需要は劇的に減少した。
チリには依然として最大のカリチェの埋蔵量があり、バルディビア、マリア・エレナ、パンパ・ブランカなどの場所で活発な鉱山が操業しており、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、ヨウ素はすべてカリチェの処理によって得られます。かつてチリの硝石鉱山で栄えたハンバーストーンとサンタ・ラウラの集落は、 2005年にユネスコの世界遺産に登録されました。
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。
または、水酸化ナトリウムで中和することによっても中和できます（ただし、この反応は非常に発熱的です）。
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、または炭酸ナトリウムを化学量論比で混合することによって：
硝酸ナトリウムのほとんどは肥料に使用され、水溶性の窒素を供給します。主に高所得国以外で使用されているその用途は、土壌のpHを変化させないため魅力的です。もう1つの主な用途は、爆薬中の硝酸アンモニウムの補助剤としてです。溶融硝酸ナトリウムと硝酸カリウムとの溶液は、優れた熱安定性 （600 ℃まで）と高い熱容量を持っています。これらの特性は、金属の熱焼きなましや太陽エネルギーの貯蔵に適しています。[ 11 ]
硝酸ナトリウムは、加工肉や鶏肉の保存料および着色料として使用される食品添加物でもあり、 INS番号251またはE番号E251で登録されています。EU [ 12 ] 、米国[ 13 ]、オーストラリアおよびニュージーランド[ 14 ]での使用が承認されています。硝酸ナトリウムは、例えばデリミートなどに使用される一般的な食品添加物および保存料である亜硝酸ナトリウムと混同してはいけません。
硝酸ナトリウムは、178 J/g という比較的高い融解エンタルピーのため、熱エネルギー回収用の相変化材料としても研究されています。 [ 15 ] [ 16 ]熱エネルギー貯蔵に使用される硝酸ナトリウムの応用例としては、太陽熱発電技術や直接蒸気発生放物線トラフなどがあります。[ 15 ]
研究により、硝酸塩濃度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上昇との関連性が示されています。これはおそらくニトロソアミンがDNAに損傷を与える影響によるものですが、疫学的結果における他の可能性のある原因を制御するための取り組みはほとんど行われていません。[ 18 ]硝酸ナトリウムと亜硝酸ナトリウムを含む加工肉で生成されるニトロソアミンは、胃がんや食道がんに関連しています。[ 19 ]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。[ 20 ]
硝酸塩は、すべての哺乳類が生存す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ある。[ 21 ]