亜硫酸カリウム (10117-38-1) の物理的および化学的性質

化学プロフィール

亜硫酸カリウム

工業用配合物、食品加工、写真製法および化粧品製造において還元剤、抗酸化剤および防腐剤として一般的に使用される無機亜硫酸塩です。

CAS番号	10117-38-1
ファミリー	亜硫酸塩（無機塩）
一般的な形態	白色結晶性粉末または固体（一般的に二水和物）
代表的なグレード	EP、FCC

配合、製造および品質管理チームに供給される亜硫酸カリウムは、食品、化粧品および写真用途において抗酸化剤／還元剤および防腐剤として使用されており、一部の工業工程でも用いられます。徐々に硫酸塩に酸化されやすく、酸性条件下では硫黄酸化物を放出し分解するため、取り扱いや配合時には保管条件、材料の適合性および濃度管理を考慮する必要があります。

亜硫酸カリウムは亜硫酸イオンとカリウム陽イオンからなる無機塩であり、一般的には亜硫酸の二カリウム塩として知られています。構造的には2つのカリウムイオンと1つの亜硫酸イオンで構成されるイオン性化合物で、経験式はK2O3S（通常はK2SO3と表記）で表されます。亜硫酸イオンは三角錐構造または歪んだ三角平面構造 \(SO_3^{2-}\) を持ち、硫黄由来の酸素に局在した孤立電子対を備えています。全体の電子構造は強いイオン性、かなりの極性、および分子単位としての高いトポロジカル極性表面積を付与します。

水溶液中で亜硫酸カリウムは亜硫酸イオン \(SO_3^{2-}\) の供給源として働きます。このイオンは亜硫酸の共役塩基です。水溶液は通常、濃度や部分的なプロトン化（重亜硫酸イオン \(HSO_3^{-}\) の形成）により塩基性から中性近くのpHを示します。酸と接触すると亜硫酸種は二酸化硫黄に変化し、同時に溶液は酸性化しガスを発生します。亜硫酸塩は多くの化学反応系で還元剤として機能し、空気中で徐々に酸化され対応する硫酸塩イオンに変わります。固体の水和物は加熱による熱分解が観察されます。

工業的用途は多岐にわたり、亜硫酸カリウムは食品および化粧品の防腐剤／抗酸化剤、写真現像液の成分、及び穏やかな還元特性が必要とされる化学製造に使用されます。歴史的には特定の作用（例：下剤／利尿作用）を目的とした医薬品製剤にも記載があります。本物質に関する一般的な市販グレードにはEP、FCCが含まれます。

基本的な物理的性質

密度

現時点のデータではこの物性について実験的に確立された値はありません。

融点または分解点

現状のデータにおいて実験的に確立された融点は示されていませんが、実験報告によれば（二水和物）加熱により分解することが示されています。

水への溶解度

二水和物の亜硫酸カリウムは水に溶けます。実験記述では二水和物が約3.5部の水に溶解する（つまり溶質1重量部に対し溶媒3.5部）と報告されています。二水和物は白色結晶または結晶性粉末として報告されており、アンモニアには不溶、アルコールにはわずかに溶ける程度です。

溶液のpH（定性的振る舞い）

二水和物の水溶液は弱アルカリ性であり、報告されたpHは約8です。実際のpHは濃度や部分的なプロトン化度（\(HSO_3^{-}\) の形成）に依存し、無機酸の添加により酸性に変化しガス \(SO_2\) を発生します。

化学的性質

酸塩基特性

亜硫酸カリウムは溶液中で亜硫酸イオン \(SO_3^{2-}\) を供給し、これは亜硫酸の共役塩基です。水中でこのイオンは部分的にプロトン化されて重亜硫酸イオン \(HSO_3^{-}\) となります。逆に酸を加えると亜硫酸／重亜硫酸は溶解した二酸化硫黄に変わり、十分な酸性化により気体が発生します。これらの平衡の数値的なpKa値は現状のデータに含まれていません。

弱酸の塩として、固体の亜硫酸カリウムは濃厚溶液中で中性から塩基性pHを持ち、強酸と反応して \(SO_2\) を放出します。

反応性および安定性

亜硫酸カリウムは還元剤に分類され、空気に曝されると対応する硫酸塩へ酸化されます。実験ノートによれば二水和物は空気中で徐々に硫酸塩に酸化します。二水和物は加熱により分解します。酸や酸化剤と接触すると二酸化硫黄の発生やその他の分解反応が生じます。二水和物の保管は密閉し、冷暗所での保管が推奨され、加水分解および酸化を抑制します。取り扱いおよび保管における主な安定性考慮点は酸化および酸による分解です。

分子およびイオンパラメーター

化学式および分子量

分子式：K2O3S（通常はK2SO3と表記）
分子量：158.26
正確質量／単一同位体質量：157.88422800

構成イオン

本化合物は溶液中でカリウム陽イオンと亜硫酸イオンに解離します： - カリウムイオン：\( \mathrm{K}^{+} \) - 亜硫酸イオン：\( \mathrm{SO}_3^{2-} \)

水和（二水和物）は物理的形態および溶解挙動に影響を与えます。水溶液中の活性な溶存種はこれらのイオンとそのプロトン化平衡状態です。

識別子および同義語

登録番号およびコード

CAS番号：10117-38-1
旧CAS番号：126048-06-4
欧州共同体（EC）番号：233-321-1
UNII：015KZC652E
DSSTox物質ID：DTXSID80889532
HMDB ID：HMDB0303527
InChI：InChI=1S/2K.H2O3S/c;;1-4(2)3/h;;(H2,1,2,3)/q2*+1;/p-2
InChIKey：BHZRJJOHZFYXTO-UHFFFAOYSA-L
SMILES：[O-]S(=O)[O-].[K+].[K+]

同義語および一般名

登録者提供の同義語および代替名称には以下が含まれます（一部抜粋）：POTASSIUM SULFITE、Dipotassium sulfite、Potassium sulphite、Sulfurous acid, dipotassium salt、Potassium sulfite (K2SO3)、Sulfurous acid, potassium salt、Sulfurous acid, potassium salt (1:2)、Potassium sulfite(IV)、E225、K2O3S、および関連する販売者／登録ラベル（UNII‑015KZC652E、DTXSID80889532、EC 233-321-1）。販売者リストには「Potassium sulfite, 90%」や「Potassium sulfite, SAJ first grade, >=95.0%」などの商業用表記やグレード注釈付き名称も見られます。

工業的および商業的用途

機能的役割および使用分野

亜硫酸カリウムは一部の食品および化粧品配合物中で抗酸化剤および防腐剤として、また写真処理における還元剤として使用されます。穏やかな還元環境または亜硫酸塩系防腐を必要とする場面で利用されます。本物質は化学中間体、写真化学薬品、および農業用土壌改良剤としての一部用途においても記録されています。

製造および供給の文脈では、技術用、CP（化学純度）およびFCCグレードの配合や、EPとFCCの市販グレード表示が報告されています。

典型的な使用例

写真現像剤および関連する感光性化学プロセス — 現像液中の保存剤および還元成分として機能します。
食品産業 — 特定用途における保存剤および抗酸化剤として使用される（食品添加物として記載されている；規制文書参照：21 CFR 73.85がその文書番号として該当）。
化粧品配合 — 一部のヘアケア製品や化粧品の保存剤および還元剤として使用されます。
化学製造 — 硫酸塩化学が適用される合成または加工工程における穏やかな還元剤として使用されます。
歴史的／旧来の医薬用途 — 文献には緩下作用および利尿作用としての使用例があるが（現代の医薬用途としては標準的な適用ではありません）。

上記以外に簡潔な用途概要が必要な場合は、前述の機能特性（還元能、保存剤／抗酸化作用、水溶性イオン挙動）に基づき選定を行うべきです。

安全性および取り扱いの概要

健康および環境に関する危険性

亜硫酸カリウムは刺激物であり、皮膚および眼への接触は刺激を引き起こす可能性があり、粉塵やエアロゾルの吸入は呼吸器の刺激を引き起こすことがあります。亜硫酸塩は亜硫酸塩に敏感な喘息患者の気管支収縮を誘発する可能性があり、こうした感受性のある集団は食品または空気中の低濃度でもリスクが高くなります。亜硫酸塩類に関する急性毒性の報告では、高用量で中程度の毒性が示されています。代表的な歴史的数値として、ヒトにおける口径致死量域は亜硫酸塩類全般で約\(0.5\text{–}5\,\mathrm{g}\,\mathrm{kg}^{-1}\)（重篤な曝露状況下）とされています。JECFAのグループ許容一日摂取量（亜硫酸種の二酸化硫黄換算値）は体重あたり\(0\text{–}0.7\,\mathrm{mg}\,\mathrm{kg}^{-1}\)と報告されています。

報告されている危険分類には、皮膚および眼の刺激性の可能性、並びに配合および不純物プロファイルに依存する呼吸器刺激または急性毒性が含まれます。酸と接触すると、硫黄酸化物ガス（二酸化硫黄）が発生し、十分な濃度で刺激性および有害となる可能性があります。

重大な曝露時の緊急処置としては、呼吸路の確保、呼吸困難があれば酸素の投与、汚染された眼の大量の水または生理食塩水による洗浄、直ちに医療機関を受診するなど支持療法の原則に従ってください。特異的な解毒剤は確立されておらず、治療は対症的かつ支持的です。

環境管理および廃棄については適用される現地規制に従い、亜硫酸塩／硫酸塩化学による化学的酸素要求量および水生環境への影響を考慮し、水系への無制御放出は避けてください。