リン酸一水素ナトリウム一水和物 (10049-21-5) の物理的および化学的性質
リン酸一水素ナトリウム一水和物
リン酸一水素ナトリウム一水和物は無機緩衝塩であり、工業、実験室、医薬品製造の現場でpH調整、緩衝液調製および製剤に一般的に使用されます。
| CAS番号 | 10049-21-5 |
| ファミリー | 金属リン酸塩類 |
| 一般的な形態 | 白色結晶性固体（一水和物） |
| 主な規格 | EP、試薬グレード、テクニカルグレード |
リン酸一水素ナトリウム一水和物は、リン酸塩ファミリーに属する無機イオン性塩であり、正式にはリン酸のモノナトリウム塩に1モルの結晶水を含む化合物です。構造的には、ナトリウムカチオンとリン酸二水素イオンおよび格子内の水分子からなる水和イオン性集合体として存在し、組成式は \(\ce{H4NaO5P}\) です。陰イオン成分 \(\ce{H2PO4^-}\) は四面体構造を持つリンのオキソ陰イオン（正式にはPO4）で、酸性プロトンを1つ有しています。固体全体はイオン結合および水和水を含む広範な水素結合ネットワークによって保持されています。
この化合物は水溶性の無機塩として機能し、リン酸二水素イオンの存在により酸性の水溶液を生成します。リン酸緩衝系において弱酸性の成分として日常的に用いられています。極性があり吸湿性（わずかに潮解性）を示し、リン酸二水素イオンと水分子からなる強い水素結合供与体および受容体機能により高い水溶性を示します。この性質が湿式化学や生物学的応用での広範な利用の基礎となっています。通常の取り扱い条件下では酸化分解の経路は問題にならず、加水分解は化学結合切断ではなくリン酸系の酸塩基平衡によるものです。
この物質で報告されている一般的な商業グレードにはEP、試薬グレード、テクニカルグレードがあります。
基本物理特性
密度
現時点のデータでは、この物性値に関する実験的な確立値はありません。
融点または分解点
現時点のデータでは、この物性値に関する実験的な確立値はありません。
水溶解性
リン酸一水素ナトリウム一水和物はイオン性塩として水によく溶けます。溶解により \(\ce{Na+}\)、\(\ce{H2PO4^-}\)、および溶媒の水が遊離します。固体はわずかに潮解性および吸湿性があり、水和格子中の強いイオン—双極子相互作用と広範な水素結合ネットワークが特徴です。溶解挙動はイオンの解離および水相中でのリン酸の酸塩基平衡により支配されます。
溶液pH（定性的挙動）
水溶液中の主要な陰イオンは \(\ce{H2PO4^-}\) であるため、溶液は中性水より酸性であり、リン酸塩緩衝系の酸性成分として機能します。このため、共役塩基（\(\ce{HPO4^2-}\)）と適切な割合で組み合わせることで、酸性からほぼ中性のpH調整および緩衝試薬として用いられます。
化学的性質
酸塩基挙動
リン酸のモノナトリウム塩として、溶解状態の主な種は \(\ce{H2PO4^-}\) であり、酸性プロトンを保持し、溶液中でプロトンを供与（酸として作用）または、より強い酸や塩基と反応してプロトンを受容します。これにより、弱酸性範囲の酸性度制御が必要な系で緩衝剤として有用です。固体は水和物形態であり、乾燥または加温時に水和水を放出して、適切な条件下で更なる脱水物や無水塩へと変化します。
反応性および安定性
この物質は通常の実験室および工業的保存条件下で乾燥させ大気中水分を避ければ化学的に安定です。酸化分解しにくく、反応性は酸塩基反応および他のカチオン・アニオンとの塩類交換（イオン交換）反応に支配されます。強塩基と接触すると \(\ce{H2PO4^-}\) はより塩基性のリン酸種に変化し、濃酸ではリン酸にプロトン化されます。水和固体は湿潤空気から水分を吸着する（吸湿性・潮解性）性質があります。
分子およびイオンパラメータ
組成式および分子量
- 組成式: \(\ce{H4NaO5P}\)
- 分子量: 137.99（報告値）
構成イオン
固体は次の水和イオン集合体として適切に記述されます：
- ナトリウムカチオン: \(\ce{Na+}\)
- リン酸二水素イオン: \(\ce{H2PO4^-}\)
- 結晶水: \(\ce{H2O}\)
これらの構成要素により、静電相互作用および水素結合によって安定化されたイオン結晶を形成しています。
識別子および別名
登録番号およびコード
- CAS番号: 10049-21-5
- EC番号: 600-102-0
- UNII: 593YOG76RN
- ChEBI: CHEBI:114249
- InChIKey:
BBMHARZCALWXSL-UHFFFAOYSA-M - InChI:
InChI=1S/Na.H3O4P.H2O/c;1-5(2,3)4;/h;(H3,1,2,3,4);1H2/q+1;;/p-1 - SMILES:
O.OP(=O)(O)[O-].[Na+]
同義語および通称
この物質の代表的な同義語には以下が含まれます（一部抜粋）：リン酸一水素ナトリウム一水和物、リン酸二水素ナトリウム一水和物、モノナトリウムリン酸一水和物、リン酸、モノナトリウム塩、一水和物、リン酸ナトリウム一水和物、H4NaO5P。
産業および商業用途
機能的役割および使用分野
リン酸一水素ナトリウム一水和物は、食品、製剤、工業用途において酸味調整剤、キレート剤、緩衝剤、およびリン酸源として広く使用されています。食品加工（酸味調整剤／キレート剤）、一部のベーキングパウダー製剤、ボイラー水処理（リン酸源として）、獣医薬品（尿酸化剤）、および様々な医薬品製剤の成分または添加剤として用いられます。研究室やバイオプロセスの現場では、生化学および分子生物学のワークフローにおける試薬や緩衝成分として使用されます。
代表的な応用例
用途例：
- 生化学アッセイおよび細胞培養培地のリン酸緩衝系成分（重炭酸塩などの二塩基リン酸塩と組み合わせて目標pHを調整）。
- 食品および飼料製剤の酸味調整剤およびキレート剤。
- ボイラー水や工業用水処理におけるリン酸添加剤。
- 一部の医薬品製剤および獣医薬品製剤の成分。
- 分析化学および分子生物学用途向けの試薬グレード材料。細胞培養および分子生物学グレードが市販されている。
簡潔な用途概要が必要であっても、現時点のデータコンテキストに存在しない場合、実務上は上述の高い水溶性、緩衝特性、および低い有機反応性に基づいて本物質が選定されます。
安全性および取扱い概要
健康および環境への危険性
本物質は一般的な危険表示制度において刺激物として分類されます。皮膚および眼の刺激を引き起こす可能性があり、粉塵を吸入した場合は呼吸器刺激を引き起こすことがあります。メーカーの通知および規制関連書類では、皮膚刺激（例：H315）、重篤な眼刺激（H319）、および呼吸器刺激の可能性（H335）に関する危険文言コードが報告されています。固体は白色、無臭、やや吸湿性があると記述されており、吸入暴露を低減するため粉塵の発生は最小限に抑える必要があります。
保管および取扱い上の注意
密閉容器にて、湿気および固化を防ぐため、涼しく乾燥した換気の良い場所で保管してください。湿気や汚染源から保護してください。適切な換気設備および個人用保護具（粉塵防止措置、眼の保護、耐薬品手袋、粉塵やエアロゾル発生の可能性がある場合は呼吸保護具）を使用してください。塩交換反応やその他の望ましくない反応を避けるため、強塩基および反応性金属との接触は避けてください。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）および地域の法令を参照してください。
