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| 名前 | |||
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| IUPAC体系名 塩化物[ 1 ] | |||
| 識別子 | |||
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3Dモデル（JSmol） | |||
| 3587171 | |||
| チェビ | |||
| チェムブル |
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| ケムスパイダー |
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| 14910 | |||
| ケッグ |
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PubChem CID | |||
| ユニイ |
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| プロパティ | |||
| 塩素− | |||
| モル質量 | 35.45 g·mol −1 | ||
| 共役酸 | 塩化水素 | ||
| 熱化学 | |||
| 153.36 J・K −1・mol −1 [ 2 ] | |||
標準生成エンタルピー（Δ f H ⦵ 298） | −167 kJ·モル−1 [ 2 ] | ||
| 関連化合物 | |||
その他の陰イオン | |||
特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）における材料のものです。 | |||
塩化物という用語は、負に帯電した塩素原子である塩素陰イオン（Cl −）、または単結合によって分子の他の部分と共有結合した無電荷の塩素原子（−Cl）のいずれかを含む化合物または分子を指します。「クロリド」という単語の発音は/ ˈ k l ɔːr aɪ d /です。[ 3 ]
塩化ナトリウムなどの塩化物塩は、多くの場合水に溶けます。[ 4 ]塩化ナトリウムは体液中に必須の電解質であり、酸塩基平衡の維持、神経インパルスの伝達、細胞内外の液体の流れの調節を担っています。イオン性塩化物の他の例としては、塩化カリウム（KCl）、塩化カルシウム（CaCl 2）、塩化アンモニウム（NH 4 Cl）などがあります。共有結合性塩化物の例としては、塩化メチル（CH 3 Cl）、四塩化炭素（CCl 4）、塩化スルフリル（SO 2 Cl 2）、モノクロラミン（NH 2 Cl）などがあります。
電子特性
塩化物イオン（直径181μm ）は塩素原子（直径99μm）よりもはるかに大きい。塩素原子の価電子殻への保持力は、塩化物イオンが塩素原子より電子を1つ多く持つため、より弱い。[ 5 ]塩化物イオンは無色で反磁性である。水溶液中では、ほとんどの場合非常によく溶けるが、塩化銀、塩化鉛(II)、塩化水銀(I)などの一部の塩化物塩は、水にほとんど溶けない。[ 6 ]水溶液中では、塩化物は水分子のプロトン性末端に結合している。
塩化物の反応
塩化物は酸化されるが還元されることはない。塩素アルカリ法で用いられる最初の酸化は塩素ガスへの変換である。塩素はさらに酸化され、次亜塩素酸塩（ClO − 、塩素系漂白剤の有効成分）、二酸化塩素（ClO 2）、塩素酸塩（ClO 3 ）などの他の酸化物やオキシアニオンに変換される。− 3）、および過塩素酸塩（ClO− 4）。
酸塩基特性の観点から見ると、塩化物は弱塩基であり、これは塩酸のpK aが負の値であることからも明らかです。塩化物は硫酸などの 強酸によってプロトン化されます。
- NaCl + H 2 SO 4 → NaHSO 4 + HCl
イオン性塩化物塩は他の塩と反応して陰イオンを交換します。塩化物イオンのようなハロゲン化物イオンの存在は、硝酸銀を用いて検出できます。塩化物イオンを含む溶液は、白い塩化銀の沈殿物を生成します。[ 7 ]
- Cl − + Ag + → AgCl
分析中の塩化物濃度は、塩化物計を使用して測定できます。塩化物計は、この反応により分析中の塩化物がすべて沈殿すると銀イオンを検出します。
塩化銀電極は、生体外電気生理学でよく使用されます。[ 8 ]
その他のオキシアニオン
塩素の酸化状態は、-1、+1、+3、+5、または+7です。また、中性の塩素酸化物もいくつか知られています。
自然界での発生
自然界では、塩化物は主に海水中に存在し、その塩化物イオン濃度は19400 mg/リットルです。[ 9 ]より少量ですが、高濃度で、ユタ州のグレートソルト湖やイスラエルの死海などの特定の内海や地下の塩水井に存在します。 [ 10 ] ほとんどの塩化物塩は水に溶けるため、塩化物を含む鉱物は通常、乾燥した気候や地下深くにのみ豊富に存在します。塩化物を含む鉱物には、岩塩（塩化ナトリウムNaCl）、シルバイト（塩化カリウムKCl）、ビスコファイト（MgCl 2 ∙6H 2 O）、カーナライト（KCl∙MgCl 2 ∙6H 2 O）、カイナイト（KCl∙MgSO 4 ∙3H 2 O）などがあります。また、クロロアパタイトやソーダライトなどの蒸発岩鉱物にも含まれています。
生物学における役割
塩化物は重要な生理学的意義を有しており[ 11 ] 、浸透圧、電解質バランス、酸塩基恒常性の調節などが含まれます。塩化物はすべての体液に存在し[ 12 ] 、細胞外液の張性の約3分の1を占める最も豊富な細胞外陰イオンです[ 13 ]。[ 14 ]
塩化物は必須電解質であり、細胞の恒常性を維持し、ニューロンの活動電位を伝達する上で重要な役割を果たしています。[ 15 ]塩化物は塩素チャネル（GABAA受容体を含む）を通過し、 KCC2およびNKCC2トランスポーターによって輸送されます。
塩化物は通常（常にではないが）細胞外濃度が高く、負の逆転電位（哺乳類細胞では37℃で約-61mV）を示す。[ 16 ]モデル生物における塩化物の特徴的な濃度は、大腸菌と出芽酵母 では10～ 200mM（培地に依存）、哺乳類細胞では5～100mM、血漿では100mMである。[ 17 ]
塩化物は胃の中で塩酸を生成するためにも必要です。 [ 18 ]
血液中の塩化物濃度は血清塩化物と呼ばれ、この濃度は腎臓によって調節されています。塩化物イオンはタンパク質の構造成分であり、例えばアミラーゼ酵素に存在します。これらの役割から、塩化物は必須の食事性ミネラルの1つです（元素名は塩素で記載されています）。血清中の塩化物濃度は、主に腎臓によって、ネフロンに沿って存在するさまざまなトランスポーターを介して調節されています。[ 19 ]糸球体で濾過された塩化物のほとんどは、能動輸送と受動輸送の両方によって近位尿細管と遠位尿細管の両方（主に近位尿細管）で再吸収されます。[ 20 ]
腐食
海水などの塩化物の存在は、ほとんどの金属（ステンレス鋼、アルミニウム、高合金材料を含む）の孔食の発生条件を著しく悪化させます。コンクリート中の鉄鋼の塩化物による腐食は、アルカリ性コンクリート中の保護酸化物の局所的な破壊を引き起こし、結果として局部腐食が発生します。[ 21 ]
環境の脅威
塩化物濃度の上昇は、水生環境と陸生環境の両方において、様々な生態学的影響を及ぼす可能性があります。例えば、河川の酸性化、イオン交換による土壌中の放射性金属の移動、水生動植物の死亡率と繁殖への影響、かつて淡水であった環境への塩水生物の侵入促進、湖沼の自然混合の阻害などが挙げられます。塩化ナトリウムは、比較的低濃度でも微生物種の構成を変化させ、硝酸塩の除去と水質保全に不可欠な微生物プロセスである脱窒プロセスを阻害し、有機物の硝化と呼吸を阻害することが示されています。 [ 22 ]
生産
塩素アルカリ産業は、世界のエネルギー予算の主要な消費産業です。このプロセスでは、高濃度塩化ナトリウム溶液を塩素と水酸化ナトリウムに変換し、これらを他の多くの材料や化学物質の製造に使用します。このプロセスには、2つの並行反応が含まれます。
- 2 Cl − → Cl2+ 2 e −
- 2 時間2O + 2 e − → H 2 + 2 OH −
例と用途
一例として、食塩が挙げられます。これは化学式NaClの塩化ナトリウムです。水中ではNa +イオンとCl −イオンに解離します。塩化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化カリウムなどの塩は、医療からセメント製造まで、様々な用途に使用されています。[ 4 ]
塩化カルシウム（CaCl 2 ）は、室内の湿気除去や芝生の手入れ用にペレット状で販売されている塩です。また、未舗装道路の維持管理や新築時の路盤補強にも使用されます。さらに、塩化カルシウムは氷に塗布すると融点を下げる効果があるため、凍結防止剤としても広く使用されています。[ 23 ]
共有結合した塩化物の例としては、三塩化リン、五塩化リン、塩化チオニルがあり、これら 3 つはすべて反応性塩素化試薬です。
水質と処理
塩化物の主な用途は淡水化であり、飲料水を得るために大量のエネルギーを消費して塩化物塩を除去するプロセスです。石油業界では、塩化物は掘削泥システムの厳重な監視対象成分です。掘削泥システム中の塩化物濃度の増加は、高圧の塩水層への掘削が行われたことを示唆している可能性があります。また、掘削対象となる砂の品質が低いことも示唆されます。
塩化物は、河川や地下水の糞便汚染の有用かつ信頼性の高い化学指標でもあります。塩化物は非反応性の溶質であり、下水や飲料水に広く存在するためです。世界中の多くの水質管理会社は、河川や飲料水源の汚染レベルを確認するために塩化物を使用しています。[ 24 ]
食べ物
塩化ナトリウムなどの塩化物塩は、食品の保存や栄養剤、調味料として使用されます。
参照
参考文献
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