塩化ナトリウム（7647-14-5）物理的および化学的性質
塩化ナトリウム
高純度の無機塩化ナトリウムで、工業用大量処理、研究用、製剤用途向けの商品プロセス塩として供給されています。
| CAS番号 | 7647-14-5 |
| 系統 | 無機塩化物塩 |
| 典型的な形状 | 粉末または結晶固体 |
| 一般的な等級 | BP, EP, JP, 試薬級, 技術級, USP |
塩化ナトリウムはアルカリ金属-ハライド構造クラスに属する無機イオン性ハライドであり、その化学量論は\(\ce{ClNa}\)と表され、ナトリウムイオンと塩化物イオンが1:1の格子を形成しています。構造的には岩塩（NaCl）型格子（面心立方格子、配位数6）で結晶化し、電子的には\(\ce{Na+}\)および\(\ce{Cl-}\)として完全な電荷分離を示し、強い静電的（クーロン）格子エネルギーを特徴とします。固体状態においては、イオン格子は高い格子エンタルピーと共有結合性の方向性の強い欠如を生み出し、融解時にはイオンが移動可能になり、溶融相はイオン伝導体となります。
水性媒体中での塩化ナトリウムは単純な電解質として振る舞い、強酸（HCl）と強塩基（NaOH）の中性塩であるため、その水溶液はほぼ中性（\(\mathrm{pH}\)は約7近傍）を示し加水分解を起こしません。この化合物は極性が高く親水性で、水に対して顕著な溶解度を持ち、ほとんどの有機溶媒にはほぼ溶解しません（エタノールやメタノールには極めてわずかに溶解）。化学的には常温条件下で酸化還元に対して安定ですが、電気化学的プロセス（例：塩素アルカリ電解）に参加し、極端な熱的または電気化学的ストレス下では腐食性または毒性の気体種（塩化水素、塩素）を放出することがあります。
工業および臨床における重要性は広範であり、バルク用途としては化学原料（塩素アルカリプロセス）、融雪剤、水処理、食品調味および保存、塩水処理用途が含まれます。医療分野では、特に0.9％等張食塩水などの水性製剤が主な経静脈輸液として水分補給および電解質補充に使用されます。本物質の一般的な商業等級にはBP、EP、JP、試薬級、技術級、USPが含まれます。
基本的な物理的性質
密度
固体密度の報告値：25 ℃および4 ℃で2.17 （単位：\(\mathrm{g}\,\mathrm{cm}^{-3}\)）。高温での溶融塩化ナトリウムの密度も報告されており、850 ℃で\(\mathrm{1.549}\ \mathrm{g}\,\mathrm{cm}^{-3}\)です。密度は温度依存性があり、融解および加熱に伴い熱膨張およびイオン移動度の増加により減少します。
融点または分解点
融点の報告値：\(800.7\,^\circ\mathrm{C}\)。沸点の報告値：\(1465\,^\circ\mathrm{C}\)。固液転移はイオン格子の破壊に対応し、融解潜熱は0.52 kJ g−1と報告されています。塩化ナトリウムは融点を超えて若干揮発し始めます。分解または極高温では、発生物には塩化水素や酸化ナトリウムが含まれる可能性があります。
水への溶解度
25 ℃での水への溶解度は、水100 gあたり36.0 gと報告されています。別の表記では、25 ℃で1 gの塩化ナトリウムが2.8 mLの水に溶解します。25 ℃での飽和水溶液の密度およびその他の溶液特性は温度および濃度依存性があります。例えば、23％（w/w）水溶液の凝固点は−20.5 ℃です。一般的な有機溶媒への溶解度は非常に低く（例：25 ℃でエタノール100 g中0.065 g、メタノール100 g中1.40 g）、これらはイオン性と水による強い溶媒和の性質と一致します。
溶液のpH（定性的挙動）
塩化ナトリウムの水溶液は基本的に中性で、報告されている\(\mathrm{pH}\)は6.7～7.3の範囲です。強酸と強塩基の塩であるため、希薄な水溶液に顕著な酸性・塩基性の影響を与えません。7からの若干の逸脱は不純物や溶存ガスに起因するものであり、本質的な加水分解によるものではありません。
化学的性質
酸塩基挙動
塩化ナトリウムは塩酸と水酸化ナトリウムの中性塩生成物です。水中では酸塩基反応性はほとんどなく（加水分解しない）、溶液は実質的に電気的中性です。生理的条件下では、等張製剤（例：0.9％w/v）として\(\ce{Na+}\)および\(\ce{Cl-}\)を供給し、適切に投与された場合は酸塩基平衡を変更しません。0.9％等張食塩水は、報告されている値として\(\ce{Na+}\) 154 \(\mathrm{mmol}\,\mathrm{L}^{-1}\)、\(\ce{Cl-}\) 154 \(\mathrm{mmol}\,\mathrm{L}^{-1}\)に相当します。
反応性および安定性
通常の貯蔵条件下で化学的に安定であり、「推奨貯蔵条件下で安定」と記載されています。極高温での熱分解により塩化水素および酸化ナトリウムが生成される可能性があります。溶融塩化ナトリウムは腐食性があり、強酸化性フッ素化剤（例：三フルオリド臭素）や特定の反応性金属（例：燃焼リチウムが単体ナトリウムを生成することがある）に対して反応性を示します。水性塩化ナトリウムの電気分解により反応性の塩素種が生成され、窒素化合物の存在下では有害な塩素窒素種を生じることがあります。水溶液は基盤金属の腐食を促進するため、取り扱いおよび配管の材料選定に考慮が必要です。
分子およびイオンのパラメータ
化学式および分子量
実験的／分子式（報告値）：\(\ce{ClNa}\)。分子量（報告値）：\(58.44\) （単位：\(\mathrm{g}\,\mathrm{mol}^{-1}\)）。正確質量／単一同位体質量（報告値）：\(57.9586220\)。
SMILES、InChI、InChIKey（構造識別子）：
- SMILES: [Na+].[Cl-]
- InChI: InChI=1S/ClH.Na/h1H;/q;+1/p-1
- InChIKey: FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M
（水和状態、同位体標識、およびその他のバリエーションは特定の製品仕様に記載されています。）
構成イオン
固体および溶液相の主要なイオン構成成分は\(\ce{Na+}\)および\(\ce{Cl-}\)です。結晶性岩塩型格子では、各イオンは6個の対イオンに八面体配位されています。複数の結晶学的測定データセットは空間群対称性（例えばF m -3 m、空間群番号225）を示し、文献では格子定数として\(a = 5.6035\)、\(5.6393\)、および\(5.6635\) Å（単位はセル辺の長さ）などが報告されています。これらのパラメータはサンプルや測定条件により実験的に得られた単位格子寸法を反映しています。
識別子および同義語
登録番号およびコード
- CAS: 7647-14-5
- EC / EINECS識別子（例）: 231-598-3; 617-042-6
- UNII: 451W47IQ8X
- ChEBI: CHEBI:26710
- KEGG: D02056 / C13563
- その他の業界およびカタログ識別子（例えばNSC、RXCUI）は供給者および規制登録に存在。
また利用可能：SMILES [Na+].[Cl-]、InChI InChI=1S/ClH.Na/h1H;/q;+1/p-1、InChIKey FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M。
同義語および一般名
技術的使用において見られる一般名および同義語：食塩、塩化ナトリウム、ハライト、岩塩、NaCl、生理食塩水、海塩、Natrium muriaticum（各種伝統的・ホメオパシーの名称）。これらの名称は食品、工業および医療分野で同一の化学物質またはその製剤を示すために使用される。
工業および商業的応用
機能的役割および使用分野
塩化ナトリウムは多様な大量用途を持つ：塩素アルカリ製造（塩素および苛性ソーダ生産）の主要原料、凍結防止および道路塩用途、食品の調味および保存、水の軟化および処理（イオン交換樹脂の再生用ブライン）、化学処理（ポリ塩化ビニルおよびその他の汎用化学品）、皮革なめし、各種工業プロセス助剤。医薬品および臨床現場では、再水和、灌注および薬液希釈に用いられる等張性および高張性水性製剤の主要電解質として用いられている。
代表的な使用例
- 注射用液体：等張生理食塩水（0.9％ w/v）による静脈内水分補給および電解質補充；特定の臨床介入用の高張液（例：3％、5％）
- 工業原料：塩素アルカリ電解およびソーダ灰生産のためのブライン
- 凍結防止：高速道路の氷制御に用いられる大量の岩塩またはブライン
- 食品・消費財：調味、浸漬、保存および多くの食品製造工程の加工助剤として
- 水処理および軟化：イオン交換樹脂およびプロセス用ブラインの再生塩。特定の分野や製剤用に簡潔な用途要約が必要な場合は、物理的形態、等級および純度に基づき適切に選定すること（上記の仕様および等級を参照）。
安全性および取扱い概要
健康および環境に関する危険性
塩化ナトリウムは一般的な暴露レベルでは急性有害性は低いが、大量摂取により重度の高ナトリウム血症を引き起こし、神経学的および全身性の影響を及ぼす可能性がある。報告されている致死量の概算は0.75～3.00 g kg−1である。ラットの経口LD50は3000 mg kg−1（経路および動物種による変動あり）と報告されている。固体または濃縮溶液は眼刺激性があるため、特定の職業上の通知では眼障害／刺激の可能性が分類されている（危険有害性表示例に眼障害および水生生物毒性コードを含む）。過剰な慢性的食塩摂取は、集団健康の文脈で心血管系への影響と関連している。
生態学的には、淡水の塩化物濃度が上昇すると、多くの水生無脊椎動物および魚類に対して毒性を示す。急性および慢性影響は濃度、曝露期間および種依存性である。道路塩の流出や排水により局所的に塩分濃度が上昇し、敏感な淡水生態系に影響を与える可能性がある。
詳細な危険性、輸送および規制情報については、製品固有の安全データシート（SDS）および現地法令を参照すること。
保管および取扱い上の注意点
塩化ナトリウムは通常の周囲環境保管条件下で安定である。推奨される保管方法は、容器を密閉し、乾燥させ、通気性の良い場所に置き、固結および吸湿を防ぐことである。注射用（抗菌作用付き）製剤の一部は凍結から保護する必要がある。取り扱い中の粉塵発生を避けること。粉塵が発生する場合は局所排気および粉塵制御措置を推奨する。適切な個人防護具（PPE）を使用すること：長時間接触時は耐化学薬品性手袋、関連基準を満たす眼保護具を着用する。通常の取扱いでは呼吸保護は一般的に不要だが、粉塵制御が不十分な場合は汚染防止用マスク（例：N95）を使用してもよい。
溶融塩化ナトリウムまたは溶融塩と水の接触は危険（激しい反応、熱い腐食性蒸気の発生）であるため、水を溶融塩に投入しないこと。水性塩溶液はベースメタルに腐食性を示すため、保管およびプロセス装置において適切な材料適合性を考慮すること。廃棄および流出事故対応では、粒状物または飽和溶液を回収・封じ込め、適用される廃棄規制に従って管理し、排水や自然水域への流入を防止すること。
