水酸化ナトリウム 時計皿の水酸化ナトリウム 水酸化ナトリウム
単位格子の空間充填モデル 単位格子の空間充填モデル
物質名 識別情報 ChEBI ChemSpider ECHA InfoCard 100.013.805 EC番号 E番号 E524(pH調整剤、固化防止剤) Gmelin参照 68430 KEGG MeSH Sodium+Hydroxide RTECS number UNII 国連/北米番号 1823 (solid) InChI=1S/Na.H2O/h;1H2/q+1;/p-1
Key: HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M
InChI=1/Na.H2O/h;1H2/q+1;/p-1
Key: HEMHJVSKTPXQMS-REWHXWOFAM
性質 NaOH モル質量 39.9971 g/mol 外観 白色の不透明結晶 匂い 無臭 密度 2.13 g/cm3 [ 1] 融点 323 °C (613 °F; 596 K)[ 1] 沸点 1,388 °C (2,530 °F; 1,661 K)[ 1] 418 g/L (0 °C)[ 1] 溶解度 グリセロールに溶ける。アンモニアにわずかに溶ける。ジエチルエーテルに溶けない。プロピレングリコールにゆっくり溶ける。 メタノール への溶解度 238 g/L エタノール への溶解度 139 g/L 蒸気圧 <2.4 kPa (20 °C) 酸解離定数 pK a 13.9 (Na+ )[ 2] 塩基解離定数 pK b 0.0 (OH− )[ 3] 磁化率 −15.8·10−6 cm3 /mol (aq.)[ 4] 屈折率 (n D )1.3576 構造[ 5] 直方晶系,oS8 Cmcm, No. 63 a = 0.34013 nm,b = 1.1378 nm,c = 0.33984 nm
4 熱化学[ 6] 標準定圧モル比熱 ,C p ⦵ 59.5 J/(mol·K) 標準モルエントロピー S ⦵ 64.4 J/(mol·K) −425.8 kJ/mol −379.7 kJ/mol 危険性 GHS 表示Danger H290, H302, H314 P280, P305+P351+P338, P310 NFPA 704 致死量または濃度 (LD, LC) 40 mg/kg (マウス, 腹腔内)[ 8] LDLo (最小致死量)
500 mg/kg (ウサギ, 経口)[ 9] NIOSH TWA 2 mg/m3 [ 7] C 2 mg/m3 [ 7] 10 mg/m3 [ 7] 安全データシート (SDS)External SDS 関連する物質 その他の陰イオン 硫化水素ナトリウム その他の陽イオン 水酸化セシウム 水酸化リチウム 水酸化カリウム 水酸化ルビジウム 特記無き場合、データは
標準状態 (25 °C [77 °F], 100 kPa) におけるものである。
水酸化ナトリウム （すいさんかナトリウム、英 :sodium hydroxide ）は化学式 NaOH で表される無機化合物 で、ナトリウム の水酸化物 であり、常温常圧ではナトリウムイオン と水酸化物イオン からなるイオン結晶 である。苛性ソーダ （かせいソーダ、英 :caustic soda ）と呼ばれることも多い。
強塩基 （アルカリ ）として広汎かつ大規模に用いられ、工業 的に非常に重要な基礎化学品 の1つである。毒物及び劇物取締法 により原体および5 %を超える製剤が劇物 に指定されている。
常温 では無色 無臭の固体 。試薬 としては白色 の球粒状やフレーク状であるものが多い。融点 591 K (317.85℃ )、沸点 1661 K(1387.85℃ )、密度 2.13 g cm−3 。潮解 性が強く、空気中に放置すると徐々に吸湿して溶液状となる。
水 に易溶（20°C での溶解度 は 1110 g L−1 ）。水中で完全に電離 し水酸化物イオン を放出するため、強いアルカリ性 を示す。また、水に溶かす際に激しく発熱し (溶解熱は 44.5 kJ mol−1 )、その水和 および溶解エンタルピー 変化は以下の通りである[ 10] 水和物 NaOH・H2 O が析出する。
NaOH ( s ) + H 2 O ( l ) ↽ − − ⇀ NaOH ⋅ H 2 O ( s ) , {\displaystyle {\ce {NaOH (s) + H2O (l) <=> NaOH . H2O (s) ,}}} Δ H ∘ = − 23.10 kJ mol − 1 {\displaystyle \Delta H^{\circ }=-23.10{\mbox{kJ mol}}^{-1}} NaOH ( s ) ↽ − − ⇀ Na + ( aq ) + OH − ( aq ) , {\displaystyle {\ce {NaOH (s) <=> Na^+ (aq) + OH^- (aq) ,}}} Δ H ∘ = − 44.51 kJ mol − 1 {\displaystyle \ \Delta H^{\circ }=-44.51{\mbox{kJ mol}}^{-1}} 二酸化炭素 を吸収する能力が強く、水溶液は実験室においてその吸収剤として用いられる。
2 NaOH + CO 2 ⟶ Na 2 CO 3 + H 2 O {\displaystyle {\ce {2 NaOH + CO2 -> Na2CO3 + H2O}}} 市販の製品は多少の炭酸ナトリウム を含んでいる（空気中の二酸化炭素 と反応して表面に生成されるものも含む）が、50 % (d = 1.52 g cm−3 , 19mol dm−3 ) 程度の濃厚水溶液では、炭酸ナトリウムはほぼ完全に沈殿しこれを含まない水溶液の調製が可能となるため、分析化学 において中和滴定 などに用いられる。
工業用にはフレーク状やビーズ状のものもあるが、通常まとまって使用する場面では 48 % 水溶液（工場出荷時の質量%）が流通しており、凝固点 約 10 °C 、沸点 約 138 °C 。性状は無色透明からやや灰色。密度 は約 1.5 g cm−3 。固体および水溶液ともに空気中の二酸化炭素 を吸収し炭酸ナトリウム を生じるため、密栓して保存する必要がある。ガラス を徐々に侵しケイ酸ナトリウム を生じて固着するため、ガラス瓶、特にすり合わせ の栓は使用しない。
また、両性元素 であるアルミニウム と反応してアルミン酸ナトリウム 水溶液を生成し水素 を発生する。その他、亜鉛 およびガリウム などもアルミニウムより反応性は低いが濃水酸化ナトリウム水溶液と徐々に反応する。
2 NaOH + 2 Al + 6 H 2 O ⟶ 2 Na [ Al ( OH ) 4 ] + 3 H 2 {\displaystyle {\ce {2 NaOH + 2Al + 6H2O -> 2Na[Al(OH)_4] + 3H2}}} なお、強いアルカリはタンパク質のアミド結合 （ペプチド結合 ）や油脂のエステル結合 を加水分解 するので、生体組織を腐食する。これが苛性ソーダという名称の由来とされる。身体に付着すると化学熱傷 を起こすので、付着した場合は即座に多量の水でよく洗い流すべきである。特に目に入った際は、流水で10分以上洗い流し、即座に医師の手当てを受けるべきである[ 11] [ 12]
Ca ( OH ) 2 + Na 2 CO 3 ⟶ 2 NaOH + CaCO 3 ( s ) {\displaystyle {\ce {Ca(OH)2 + Na2CO3 -> 2NaOH + CaCO3 (s)}}} 2 NaCl + 2 H 2 O ⟶ Cl 2 + H 2 + 2 NaOH {\displaystyle {\ce {2NaCl + 2H2O -> Cl2 + H2 + 2NaOH}}} 陰極2 H 2 O + 2 e − ⟶ H 2 + 2 OH − {\displaystyle {\ce {2H2O{}+2{\mathit {e}}^{-}->H2{}+2OH^{-}}}} 陽極2 Cl − ⟶ Cl 2 + 2 e − {\displaystyle {\ce {2Cl^{-}->Cl2{}+2{\mathit {e}}^{-}}}} 水酸化ナトリウムを製造する大規模な工業はソーダ工業 と呼ばれる。尤も現在では水酸化ナトリウム（苛性ソーダ）より同時に製造される塩素の需要の方が大きい。
工業的には塩化ナトリウム を原料として、イオン交換 と電気分解 とを併用するイオン交換膜法 によって製造する。さらに、水素を副生せずイオン交換膜法より消費電力の少ないガス拡散電極法も、2013年 より東亞合成徳島工場を皮きりに商業運転が始まっている[ 13] 塩素 と水酸化ナトリウムのどちらか一方だけを選択的に得ることはできない。なお、歴史的にはイオン交換膜法以外に、水銀法や隔膜法が利用されてきた。日本国内では水俣病 発生以降、水銀法が規制されて隔膜法が主流になり、その後、全量がイオン交換膜法によって製造されるようになった。
基礎工業薬品 のひとつとして多様な方面で用いられる。水酸化ナトリウムの2016年度日本国内生産量は 3,860,717 t、消費量は 931,459 t である[ 14] アメリカ が1/4強と首位を占めた。これに中国 、日本を加えた3カ国で全生産量の過半数を占める。
代表的な用途としては、単純なアルカリ として上水道 ・下水道 や工業廃水の中和剤 とされるほか、ボーキサイト からアルミニウム の原料であるアルミナ （酸化アルミニウム ）を取り出すのにも使用される。パン 、スナック菓子 のプレッツェル の生地を水溶液に浸けて、表面のつや出しと食感改善にも利用されている。ただし、高温 (170 °C 前後) で焼かれるため、炭酸ナトリウム に変化し製品には残らない。
鹸化 作用を利用する最も基礎的な薬品である。ほとんどの場合、固形石鹸 の製造には水酸化ナトリウムが用いられる。石鹸ベースの洗剤 の製造にも使われることがあるが、こちらは水酸化カリウム を用いる液体石鹸がベースの製品が多い。家庭で天ぷら 油の廃油などを利用した手作り石鹸を制作する際にも欠かせない薬品で、薬局等にて印鑑 と身分証明書 があれば購入可能であるが、水酸化ナトリウムは大変危険な薬品 であることを決して忘れてはならない。強力な塩基性の薬品であるとともに、水和熱 が大きいことから思わぬ爆発的反応を起こす事があり（例えばフレークの苛性ソーダに水をかけると急激に発熱し突沸する）、不慮の事故につながりかねない。
水酸化ナトリウムそのものの強力な脱脂作用や強塩基性の溶解能力を利用して直接洗浄剤として用いられることもあり、市販の排水管クリーナーは水酸化ナトリウムを主剤としたものが多い。またこれに加えて苛性カリ(水酸化カリウム) や界面活性剤 を加え洗浄力を強化した製品も販売されている。こちらは主に業務用で、空調業界やクリーニング 業で使用される。また、油分と反応して鹸化 する特性を利用して、めっき 工場などでの脱脂 処理として利用されることもある。
製紙 工業においては、パルプ 製造の際、原料の木材中のリグニン を溶解するための蒸解工程で硫化ナトリウム とともに多量に消費される。
学校教育の現場で、葉 の葉脈 を取り出す実験を行う際の水溶液として利用されることがある。葉を水酸化ナトリウムの水溶液に浸して加熱したあと、葉肉を歯ブラシなどで除去し、葉脈を取り出す。また、水の電気分解 （英語版 ）
過去にラーメン のコシを出すために使われているかんすい の代用品として使われていた時期もあったが、現在は、食品衛生法 により、食品添加物 としての使用は条件が付けられている。製造用剤としては許されるが、最終食品の完成前に中和 又は除去する必要がある[ 15]
水酸化ナトリウムの人体に対する有害性は主に強アルカリ性に起因する腐食性によるものであり、腐食性を示す限界濃度は2%と考えられている[ 16] OECDテストガイドライン 435に従ったin vitro 膜バリア試験法では破綻時間13.16分という結果が得られており、GHS分類 における皮膚腐食性は区分1に分類される[ 17] 熱傷 を引き起こし、動物実験においてもウサギに対する5%溶液の皮膚への塗布で4時間後に重度の壊死の発生、ブタに対する8%溶液の塗布で15分以内に水泡が生じ24%溶液では皮下組織に達する壊死が生じるなどの試験結果が報告されている[ 18] [ 16] in vivo 眼安全性試験において水酸化ナトリウムの2%溶液で中程度の角膜 の損傷が観測されている[ 19] [ 20] [ 20] [ 16] 肺水腫 などの症状が引き起こされる[ 20] 3 としており、2から8mg/m3 の濃度環境下での職業的曝露によって呼吸器に炎症が生じる恐れがあるとしている[ 18]
水酸化ナトリウムの無有害作用量 は1mg/m3 とされており[ 21] 日本産業衛生学会 は最大許容濃度を2mg/m3 [ 22] アメリカ産業衛生専門家会議 （英語版 ） 3 としている[ 23] [ 16]
水生生物への急性毒性としてはネコゼミジンコ （英語版 ） 50 =40mg/Lという試験データがある[ 20] [ 20] 斃死 事故も起きている[ 24]
水酸化ナトリウムの多くは、電解ソーダ法により製造される。日本では1915年 （大正4年）頃から工業的な製造が始まったが、当時は、同時に生成される塩素 や公害 対策そのものの知見が少なかったために、水酸化ナトリウムの製造工場の労働者や付近の住民に塩素中毒患者が発生した[ 25]
水酸化ナトリウム自身は不燃性であるものの、溶解熱 が大きいため水酸化ナトリウムを水に溶解させる際に沸点を越えて発熱し高温の高アルカリ溶液を飛散させる危険があり、さらにこの高温の蒸気や飛沫によって周囲の可燃性物質が発火する恐れがある[ 26] [ 27] 湿潤空気 中でアルミニウム や亜鉛 などの両性 金属と反応して爆発性の水素 ガスを発生させる[ 26] アセトアルデヒド やアクロレイン などの重合性化合物に対して触媒的に働くため、偶発的な接触により激しく反応して高温となり予期せぬ事故が発生する危険性がある[ 26] [ 27]
水酸化ナトリウムは国際輸送においてクラス8腐食性物質の危険物 として規制されており、固体のものには国連番号 1823[ 28] [ 29] 毒物及び劇物取締法 によって劇物に指定されており[ 30] [ 31] 水質汚濁防止法 施行令によって指定物質とされており[ 32] [ 33] スーパーファンド法 （英語版 ） ポンド となっている[ 27]
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