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| 名前 | |
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| IUPAC名
水酸化ナトリウム[3]
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その他の名前
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| 識別子 | |
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3Dモデル（JSmol）
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| チェビ |
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| ケムスパイダー |
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| ECHA 情報カード | 100.013.805 |
| EC番号 |
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| E番号 | E524 （酸性度調整剤、…） |
| 68430 | |
| ケッグ |
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| メッシュ | ナトリウム+水酸化物 |
パブケム CID
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| RTECS番号 |
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| ユニ |
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| 国連番号 | 1823 (固体) 1824 (溶液) |
CompTox ダッシュボード ( EPA )
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| プロパティ | |
| 水酸化ナトリウム | |
| モル質量 | 39.9971 グラム/モル |
| 外観 | 白色不透明結晶 |
| 臭い | 無臭 |
| 密度 | 2.13 g/cm3 [ 4] |
| 融点 | 323 °C (613 °F; 596 K) [4] |
| 沸点 | 1,388 °C (2,530 °F; 1,661 K) [4] |
| 418 g/L (0 °C) 1000 g/L (25 °C) [4] 3370 g/L (100 °C) | |
| 溶解度 | グリセロールに溶ける、アンモニアにはほとんど溶けない、エーテルに溶けない、プロピレングリコールに徐々に溶ける |
| メタノールへの溶解度 | 238グラム/リットル |
| エタノールへの溶解度 | <<139 g/L |
| 蒸気圧 | <2.4 kPa (20 °C) 0.1 kPa (700 °C) |
| 酸性度（p Ka） | 15.7 |
磁化率（χ）
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−15.8·10 −6 cm 3 /モル（水溶液）[5] |
屈折率( n D )
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1.3576 |
| 構造[6] | |
| 斜方晶系、oS8 | |
| Cmcm、第63号 | |
a = 0.34013 nm、b = 1.1378 nm、c = 0.33984 nm
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数式単位( Z )
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4 |
| 熱化学[7] | |
熱容量 ( C )
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59.5 J/(モル·K) |
標準モル
エントロピー ( S ⦵ 298 ) |
64.4 J/(モル·K) |
標準生成エンタルピー (Δ f H ⦵ 298 ) |
−425.8 kJ/モル |
ギブスの自由エネルギー (Δ f G ⦵ )
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-379.7 kJ/モル |
| 危険 | |
| GHSラベル: | |
 
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| 危険 | |
| H290、H302、H314 | |
| P280、P305+P351+P338、P310 | |
| NFPA 704 (ファイアダイヤモンド) | |
| 致死量または濃度（LD、LC）： | |
LD 50 (平均投与量)
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40 mg/kg（マウス、腹腔内）[9] 140 - 340 mg/kg（ラット、経口） 1350 mg/kg（ウサギ、経皮） |
LD Lo (公表最低値)
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500 mg/kg（ウサギ、経口）[10] |
| NIOSH（米国健康暴露限界）： | |
PEL (許可)
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TWA 2 mg/m3 [ 8] |
REL (推奨)
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C 2 mg/m 3 [8] |
IDLH（差し迫った危険）
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10mg/m3 [ 8] |
| 安全データシート（SDS） | 外部SDS |
| 関連化合物 | |
その他の陰イオン
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その他の陽イオン
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関連化合物
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特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）の材料に関するものです。
 確認する （何ですか ？）
 インフォボックス参照
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水酸化ナトリウムは、苛性ソーダや苛性ソーダとしても知られ、[1] [2]化学式NaOHの無機化合物で、ナトリウム陽イオンNa +と水酸化物陰イオンOH −からなる白色の固体イオン化合物です。
水酸化ナトリウムは、常温で脂質やタンパク質を分解し、重度の化学火傷を引き起こす可能性のある、腐食性の高い 塩基およびアルカリです。水に非常に溶けやすく、空気中の水分や二酸化炭素を容易に吸収します。一連の水和物NaOH· n H 2 Oを形成します。[11]一水和物NaOH·H 2 O は、12.3 ～ 61.8 °C の水溶液から結晶化します。市販の「水酸化ナトリウム」は、この一水和物であることが多く、公開されているデータでは無水化合物ではなく、この一水和物を指す場合があります。
最も単純な水酸化物の一つである水酸化ナトリウムは、中性水や酸性塩酸とともに、化学を学ぶ学生にpHスケールを示すためによく使用されます。[12]
水酸化ナトリウムは、木材パルプや紙、繊維、飲料水、石鹸や洗剤の製造、排水管洗浄剤など、多くの産業で使用されています。 2022年の世界生産量は約8,300万トンでした。[13]
プロパティ
物理的特性
純粋な水酸化ナトリウムは無色の結晶性固体で、分解することなく318℃（604℉）で融解し、1,388℃（2,530℉）で沸騰します。水に非常に溶けやすく、エタノールやメタノールなどの極性 溶媒には溶けにくいです。[14]水酸化ナトリウムはエーテルやその他の非極性溶媒には溶けません。
硫酸の水和と同様に、固体水酸化ナトリウムを水に溶解すると、大量の熱が放出される非常に発熱的な反応[15]となり、飛び散る可能性があるため安全上の脅威となります。結果として得られる溶液は通常、無色無臭です。他のアルカリ溶液と同様に、NaOHと天然の皮脂 の間で鹸化が起こるため、皮膚に触れると滑りやすくなります。
粘度
濃縮（50%）水酸化ナトリウム水溶液は、78 mPa · sという特性粘度を持ち、これは室温では水（1.0 mPa·s）よりもはるかに高く、オリーブ油（85 mPa·s）に近い。他の液体化学物質と同様に、 NaOH水溶液の粘度は温度と反比例関係にあり、温度が上昇すると粘度は低下し、逆もまた同様である。水酸化ナトリウム溶液の粘度は、その用途と保管に直接影響する。[14]
水分補給
水酸化ナトリウムはいくつかの水和物NaOH· nH 2 Oを形成することができ、その結果複雑な溶解度図が形成されます。この図は1893年にスペンサー・アンフレヴィル・ピカリングによって詳細に説明されました。[16]既知の水和物とそれらの飽和水溶液のおおよその温度と濃度（NaOHの質量パーセント）の範囲は次のとおりです。 [11]
- 七水和物、NaOH・7H 2 O : -28 °C (18.8%) ～ -24 °C (22.2%)。[16]
- 五水和物、NaOH·5H 2 O：-24℃（22.2％）から-17.7℃（24.8％）。[16]
- 四水和物、NaOH·4H 2 O、α型：-17.7℃（24.8%）から5.4℃（32.5%）。[16] [17]
- 四水和物、NaOH·4H 2 O、β型：準安定。[16] [17]
- 三水和物、NaOH·3.5H 2 O：5.4℃（32.5％）から15.38℃（38.8％）、そして5.0℃（45.7％）まで上昇。[16] [11]
- 三水和物、NaOH·3H 2 O：準安定。[16]
- 二水和物、NaOH·2H 2 O：5.0℃（45.7％）から12.3℃（51％）。[16] [11]
- 一水和物、NaOH·H 2 O：12.3℃（51％）から65.10℃（69％）、さらに62.63℃（73.1％）まで上昇。[16] [18]
初期の報告ではn = 0.5またはn = 2/3の水和物について言及されていたが、その後の慎重な調査ではその存在は確認されなかった。[18]
安定した融点を持つ水和物は、NaOH·H 2 O (65.10 °C) とNaOH·3.5H 2 O (15.38 °C) のみです。他の水和物は、準安定水和物NaOH·3H 2 OとNaOH·4H 2 O (β) を除き、上記の適切な組成の溶液から結晶化できます。ただし、NaOH 溶液は簡単に数度過冷却できるため、異なる濃度の溶液から水和物 (準安定水和物を含む) を形成できます。[11] [18]
例えば、NaOHと水のモル比が1:2（質量比で52.6% NaOH）の溶液を冷却すると、通常は一水和物が二水和物よりも先に結晶化し始めます（約22℃）。しかし、溶液は簡単に-15℃まで過冷却され、その時点で二水和物として急速に結晶化することがあります。加熱すると、固体の二水和物は13.35℃で直接溶解して溶液になることがあります。しかし、温度が12.58℃を超えると、固体の一水和物と液体の溶液に分解することがよくあります。n = 3.5の水和物でさえ結晶化が困難です。これは、溶液が過冷却しすぎて他の水和物がより安定するためです。[11]
73.1%（質量）のNaOHを含む熱水溶液は共晶であり、無水物と一水和物の結晶が混ざり合って約62.63℃で固化する。[19] [18]
2番目の安定した共晶組成はNaOHの45.4％（質量）であり、約4.9℃で二水和物と3.5水和物の結晶の混合物に固化する。[11]
3番目の安定共晶は18.4%（質量）のNaOHを含み、水氷と七水和物NaOH·7H 2 Oの混合物として約-28.7℃で凝固する。[16] [20]
18.4%未満のNaOHを含む溶液を冷却すると、まず水の氷が結晶化し、NaOHが溶液中に残ります。[16]
四水和物のα型の密度は1.33 g/cm 3である。7.55 °Cで35.7% NaOHの液体に融解し、密度は1.392 g/cm 3となり、氷が水に浮くように浮きます。しかし、約4.9 °Cでは、固体NaOH·3.5H 2 Oと液体溶液の混合物に不調和に融解することもあります。[17]
四水和物のβ型は準安定であり、−20℃以下に冷却すると自発的にα型に変化することが多い。[17]発熱変化は一旦始まると数分で完了し、固体の体積は6.5%増加する。β型は−26℃で過冷却溶液から結晶化することができ、−1.83℃で部分的に融解する。[17]
市販の「水酸化ナトリウム」は、多くの場合、一水和物（密度 1.829 g/cm 3）です。技術文献の物理データは、無水化合物ではなく、この形態を指す場合があります。
結晶構造
NaOHとその一水和物は、それぞれ空間群Cmcm ( oS8 )とPbca (oP24)の斜方晶系結晶を形成する。一水和物のセル寸法は、a = 1.1825、b = 0.6213、c = 0.6069 nmである。原子はハイドラルギライトのような層構造に配置されており、各ナトリウム原子は6つの酸素原子に囲まれており、3つは水酸化物イオンから、3つは水分子からである。水酸化基の水素原子は、各O層内の酸素原子と強い結合を形成する。隣接するO層は、水分子間の水素結合によって保持されている。 [21]
化学的性質
酸との反応
水酸化ナトリウムはプロトン酸と反応して水と対応する塩を生成します。たとえば、水酸化ナトリウムが塩酸と反応すると、塩化ナトリウムが生成されます。
- NaOH(水溶液) + HCl(水溶液) → NaCl(水溶液) + H 2 O(l)
一般に、このような中和反応は、1 つの単純な正味イオン式で表されます。
- OH − (水溶液) + H + (水溶液) → H 2 O(l)
強酸とのこのタイプの反応は熱を放出するため、発熱反応です。このような酸塩基反応は滴定にも使用できます。ただし、水酸化ナトリウムは吸湿性があり、空気中の二酸化炭素を吸収するため、一次標準としては使用されません。
酸性酸化物との反応
水酸化ナトリウムは、二酸化硫黄などの酸性酸化物とも反応します。このような反応は、石炭の燃焼時に生成される有害な酸性ガス（SO 2やH 2 Sなど）を「除去」し、大気中に放出されるのを防ぐためによく使用されます。たとえば、
- 2 NaOH + SO 2 → Na 2 SO 3 + H 2 O
金属および酸化物との反応
ガラスは常温で水酸化ナトリウム水溶液とゆっくり反応して可溶性ケイ酸塩を形成します。このため、水酸化ナトリウムにさらされたガラスのジョイントやコックは「凍結」する傾向があります。フラスコやガラスライニング化学反応器は、高温の水酸化ナトリウムに長時間さらされると損傷し、ガラスも曇ります。鉄は両性の性質を持たないため (酸にのみ溶解し、塩基には溶解しない)、水酸化ナトリウムは常温では鉄を攻撃しません。ただし、高温 (たとえば 500 °C 以上) では、鉄は水酸化ナトリウムと吸熱反応して酸化鉄 (III)、金属ナトリウム、水素ガスを形成します。 [22]これは、酸化鉄(III)の生成エンタルピー(-824.2 kJ/mol)が水酸化ナトリウム(-500 kJ/mol)に比べて低いことと、反応のエントロピー変化が正であることによるもので、高温( ΔST>ΔH、ΔG<0 )では自発性があり、低温( ΔST<ΔH、ΔG>0 )では非自発性を意味します。溶融水酸化ナトリウムと細かく砕いた鉄粉の間の次の反応を考えてみましょう。
- 4 Fe + 6 NaOH → 2 Fe 2 O 3 + 6 Na + 3 H 2
しかし、いくつかの遷移金属は、より穏やかな条件下では水酸化ナトリウムと非常に激しく反応する可能性があります。
1986年、英国でアルミニウム製のタンクローリーが誤って25%水酸化ナトリウム溶液を輸送するために使用され、 [23]内容物の加圧とタンクローリーの損傷を引き起こしました。加圧は、水酸化ナトリウムとアルミニウムの反応で生成される水素ガスによるものです。
- 2 Al + 2 NaOH + 6 H 2 O → 2 Na[Al(OH) 4 ] + 3 H 2
促進剤
溶解性の水酸化ナトリウムとは異なり、ほとんどの遷移金属の水酸化物は不溶性であるため、水酸化ナトリウムを使用して遷移金属水酸化物を沈殿させることができます。次の色が観察されます。
- 銅 - 青
- 鉄(II) - 緑
- 鉄(III) - 黄色 / 茶色
亜鉛と鉛の塩は過剰量の水酸化ナトリウムに溶解し、 Na 2 ZnO 2またはNa 2 PbO 2の透明な溶液を生成します。
水酸化アルミニウムは、水処理において粒子状物質を濾過するためのゼラチン状凝集剤として使用されます。水酸化アルミニウムは、処理プラントで硫酸アルミニウムを水酸化ナトリウムまたは重炭酸ナトリウムと反応させて生成されます。
- Al 2 (SO 4 ) 3 + 6 NaOH → 2 Al(OH) 3 + 3 Na 2 SO 4
- Al 2 (SO 4 ) 3 + 6 NaHCO 3 → 2 Al(OH) 3 + 3 Na 2 SO 4 + 6 CO 2
鹸化
水酸化ナトリウムは、エステル（鹸化とも呼ばれる）、アミド、アルキルハロゲン化物の塩基による加水分解に使用できます。[14]しかし、有機溶媒への水酸化ナトリウムの溶解度は限られているため、より溶解性の高い水酸化カリウム（KOH）が好まれることがよく あります。水酸化ナトリウム溶液を素手で触ることはお勧めできませんが、滑りやすくなります。これは、皮脂などの皮膚の油が石鹸に変わるために起こります。プロピレングリコールに溶けるにもかかわらず、水酸化ナトリウムと脂肪が反応する前にプロピレングリコールが脂肪と主に反応するため、鹸化で水の代わりになることはほとんどありません。
生産
水酸化ナトリウムは、最初は32％溶液として工業的に生産され、その後、電解塩素アルカリ法のさまざまな方法で50％溶液に蒸発されます。[24]このプロセスでは 塩素ガスも生成されます。[24]この溶液から水を蒸発させることで固体水酸化ナトリウムが得られます。固体水酸化ナトリウムは、フレーク、プリル、鋳造ブロックの形で販売されるのが最も一般的です。[25]
2022年には、世界の水酸化ナトリウムの生産量は8,300万乾燥トンと推定され、需要は5,100万トンと推定されています。[25] 1998年の世界の総生産量は約4,500万トンでした。北米とアジアはそれぞれ約1,400万トンを生産し、ヨーロッパは約1,000万トンを生産しました。米国では、水酸化ナトリウムの主要生産者はOlinで、テキサス州フリーポート、ルイジアナ州プラクミン、ルイジアナ州セントガブリエル、アラバマ州マッキントッシュ、テネシー州チャールストン、ニューヨーク州ナイアガラフォールズ、カナダのベカンクールの各拠点で年間約570万トンを生産しています。その他の米国の主要生産者には、 Oxychem、Westlake、Shintek、Formosaなどがあります。これらの企業はすべて、塩素アルカリ法を使用しています。[26]
歴史的に、水酸化ナトリウムは、炭酸ナトリウムを水酸化カルシウム（消石灰）と反応させて生成されました。この反応は、水酸化ナトリウムは溶解性があるが炭酸カルシウムは溶解しないという事実を利用していました。このプロセスは苛性化と呼ばれていました。[27]
- Ca(OH) 2 (aq) + Na 2 CO 3 (s) → CaCO 3 (s) + 2 NaOH(aq)
この反応に使用される炭酸ナトリウムは、19 世紀初頭にはルブラン法、19 世紀後半にはソルベー法によって製造されました。炭酸ナトリウムから水酸化ナトリウムへの変換は、単一のプロセスで水酸化ナトリウムを生成するクロロアルカリ法に完全に取って代わられました。
水酸化ナトリウムは、純粋な金属ナトリウムと水を組み合わせることによっても生成されます。副産物として水素ガスと熱が発生し、多くの場合、炎が発生します。
- 2 Na(s) + 2 H 2 O(l) → 2 NaOH(aq) + H 2 (g)
この反応は、学術的な環境でアルカリ金属の反応性を示すためによく使用されますが、ナトリウムアマルガムが水と反応する水銀セル塩素アルカリプロセス内の反応を除いて、商業的には使用されていません。
用途
水酸化ナトリウムは、産業界でよく使われる強塩基です。水酸化ナトリウムは、ナトリウム塩や洗剤の製造、pH調節、有機合成に使われています。バルクでは、水溶液として扱われることが最も多く、[28]溶液の方が安価で取り扱いが容易なためです。
水酸化ナトリウムは、混合物のアルカリ度を高めたり、酸を中和したりすることが望ましい多くのシナリオで使用されます。たとえば、石油業界では、水酸化ナトリウムは掘削泥水の添加剤として使用され、ベントナイト泥水のシステムのアルカリ度を高め、泥水の粘度を高め、掘削の進行中に地層で発生する可能性のある酸性ガス（硫化水素や二酸化炭素など）を中和します。もう 1 つの用途は、pH を調節する必要がある塩水噴霧試験です。水酸化ナトリウムは、pH のバランスをとるために塩酸と一緒に使用されます。結果として得られる塩、NaCl は、標準的な中性 pH 塩水噴霧試験で使用される腐食剤です。
低品質の原油は苛性洗浄と呼ばれる方法で水酸化ナトリウムで処理して硫黄不純物を取り除くことができる。水酸化ナトリウムは硫化水素やメルカプタンなどの弱酸と反応して非揮発性のナトリウム塩を生成するが、これは除去できる。生成される廃棄物は有毒で処理が難しく、このためこの方法は多くの国で禁止されている。2006年、トラフィグラはこの方法を使用し、廃棄物をコートジボワールに投棄した。[29] [30]
水酸化ナトリウムのその他の一般的な用途は次のとおりです。
- 石鹸や洗剤の製造に使用されます。水酸化ナトリウムは固形石鹸に使用され、水酸化カリウムは液体石鹸に使用されます。[31] [32]水酸化ナトリウムは水酸化カリウムよりも安価で、必要な量も少ないため、より頻繁に使用されます。
- パイプを詰まらせる脂肪やグリースを水に溶ける石鹸に変える排水管洗浄剤として
- レーヨンなどの人工繊維の製造に
- 製紙に使用されます。生産される水酸化ナトリウムの約56%が産業用に使用され、そのうち25%が製紙業界で使用されています。
- アルミニウム金属を抽出するためのボーキサイト鉱石の精製に使用されます。これはバイヤー法として知られています。
- 金属の脱脂
- 石油精製
- 染料や漂白剤を作る
- 水処理プラントのpH調整用
- ベーグルやプレッツェルの生地に独特の光沢のある仕上がりを与える
化学パルプ化
水酸化ナトリウムは、紙や再生繊維を作るための木材パルプ化にも広く使用されています。硫化ナトリウムとともに、水酸化ナトリウムはクラフトプロセスでセルロース繊維からリグニンを分離するために使用される白液溶液の主要成分です。また、パルプ化プロセスで生成された茶色のパルプを漂白するプロセスの後のいくつかの段階でも重要な役割を果たします。これらの段階には、酸素脱リグニン、酸化抽出、および単純抽出が含まれ、これらすべての段階では、段階の最後に pH > 10.5 の強アルカリ環境が必要です。
組織の消化
同様に、水酸化ナトリウムは、かつて農場の動物に使用されていたプロセスと同様に、組織の消化に使用されます。このプロセスでは、死体を密閉されたチャンバーに入れ、水酸化ナトリウムと水の混合物を追加します（これにより、肉を無傷に保つ化学結合が切断されます）。これにより、死体は最終的に暗褐色の液体に変わり、[33] [34]指先で押しつぶすことができる骨の殻だけが残ります。[35]
水酸化ナトリウムは、動物処理業者が埋め立て地に投棄したロードキルを分解する過程で頻繁に使用されます。 [34]入手しやすくコストも安いため、犯罪者が死体を処分するために使用してきました。イタリアの連続殺人犯 レオナルダ・チャンチュリは、この化学物質を使って死体を石鹸に変えました。[36]メキシコでは、麻薬カルテルで働いていた男性が、300体以上の死体をこの化学物質で処分したことを認めました。[37]
水酸化ナトリウムはタンパク質を加水分解する性質があるため、危険な化学物質です。希釈した溶液が皮膚にこぼれた場合、その部分を流水で数分間徹底的に洗い流さないと火傷をする可能性があります。目に入った場合はさらに深刻で、失明につながる可能性があります。[38]
両性金属および化合物の溶解
強塩基はアルミニウムを攻撃します。水酸化ナトリウムはアルミニウムと水と反応して水素ガスを放出します。アルミニウムは水酸化ナトリウムから酸素原子を奪い、次に水から酸素原子を奪って 2 つの水素原子を放出します。この反応により水素ガスとアルミン酸ナトリウムが生成されます。この反応では、水酸化ナトリウムはアルミニウムが溶解できる溶液をアルカリ性にする作用があります。
- 2Al + 2NaOH + 2H2O → 2NaAlO2 + 3H2
アルミン酸ナトリウムは、多くの工業および技術用途で水酸化アルミニウムの有効な供給源として使用される無機化学物質です。純粋なアルミン酸ナトリウム（無水）は、 NaAlO 2、Na 3 AlO 3、Na[Al(OH) 4 ]、Na 2 O·Al 2 O 3 、またはNa 2 Al 2 O 4などさまざまな式で表される白色結晶固体です。テトラヒドロアルミン酸ナトリウム（III）または水和アルミン酸ナトリウムの形成は次のように表されます：[39]
- 2 Al + 2 NaOH + 6 H 2 O → 2 Na[Al(OH) 4 ] + 3 H 2
この反応は、エッチング、陽極酸化処理の除去、または研磨された表面をサテンのような仕上げに変換する場合に役立ちますが、陽極酸化処理やアロジン処理などのさらなる不動態化を行わないと、通常の使用時または厳しい大気条件下で表面が劣化する可能性があります。
バイエル法では、水酸化ナトリウムを使用してアルミナ含有鉱石（ボーキサイト）を精製し、電解ホール・エルー法でアルミニウムを製造するための原料となるアルミナ（酸化アルミニウム）を生産します。アルミナは両性であるため、水酸化ナトリウムに溶解し、高pHで溶解しにくい不純物、例えば鉄酸化物などは、高アルカリ性の赤泥の形で残ります。
その他の両性金属には亜鉛と鉛があり、これらは濃水酸化ナトリウム溶液に溶解してそれぞれ亜鉛酸ナトリウムと鉛酸ナトリウムを生成します。
エステル化およびエステル交換試薬
水酸化ナトリウムは伝統的に石鹸作り（コールドプロセス石鹸、鹸化）に使用されています。[40] 19世紀には、液体製品よりも保管や輸送が容易なため、硬い表面の製品用に作られました。
バイオディーゼルの製造では、メタノールとトリグリセリドのエステル交換反応の触媒として水酸化ナトリウムが使用される。これは無水水酸化ナトリウムでのみ機能する。なぜなら、水と混合すると脂肪が石鹸に変わり、メタノールで汚染されてしまうからである。NaOHは水酸化カリウムよりも安価で、必要な量も少ないため、より頻繁に使用される。生産コストを考えると、食塩を使用して生産されるNaOHは水酸化カリウムよりも安価である。[41]
スキンケア成分
水酸化ナトリウムは、洗顔料、クリーム、ローション、メイクアップなどのスキンケア製品や化粧品に使用されている成分です。アルカリ性が高いため、通常は低濃度でpHバランス調整剤として使用されます。 [42]
食事の準備
水酸化ナトリウムの食品への利用としては、果物や野菜の洗浄や化学的皮むき、チョコレートやココアの加工、カラメル色素の製造、家禽の湯通し、ソフトドリンクの加工、アイスクリームの増粘などがある。[43] オリーブは柔らかくするために水酸化ナトリウムに浸されることが多く、プレッツェルやドイツのライ麦パンはカリカリに仕上げるために焼く前に水酸化ナトリウム溶液でコーティングされる。家庭での使用のために食品グレードの水酸化ナトリウムを少量入手することが難しいため、水酸化ナトリウムの代わりに炭酸ナトリウムがよく使用される。 [44]これはE番号E524 として知られている。
水酸化ナトリウムで加工された具体的な食品には以下のものがあります。
- ドイツのプレッツェルは、焼く前に沸騰した炭酸ナトリウム溶液または冷たい水酸化ナトリウム溶液で茹でられ、独特の皮が作られます。
- 灰汁水は、伝統的な中国の焼き月餅の皮に欠かせない材料です。
- 黄色い中華麺のほとんどは灰汁水で作られていますが、卵が入っていると間違われることがよくあります。
- 粽の一種には、甘い風味をつけるために灰汁水を使うものがあります。
- 水酸化ナトリウムは、センチュリーエッグ製造時に卵白のゲル化を引き起こします。
- オリーブを調理する方法の中には、苛性ソーダベースの塩水に漬ける方法もあります。[45]
- フィリピンのデザート (フィリピン語:カカニン) であるクチンタは、少量の苛性ソーダ水を使用して、米粉の生地にゼリーのような粘稠度を与えます。同様のプロセスは、ピットシピットシまたはピチピチとして知られるカカニンにも使用されますが、混合物には米粉の代わりにすりおろしたキャッサバが使用されています。
- ルートフィスク（ノルウェー語：lutfisk、直訳すると「灰汁魚」）として知られるノルウェー料理。
- ベーグルは焼く前に苛性ソーダ溶液で茹でられることが多く、これにより表面が光沢のある仕上がりになります。
- ホミニーは、乾燥したトウモロコシの粒を苛性ソーダ水に浸して戻したものです。これはかなり膨らむため、揚げてコーンナッツにしたり、乾燥させて挽いてグリッツにしたりしてさらに加工することができます。ホミニーは、トウモロコシのトルティーヤやタマーレを作るためにメキシコ料理でよく使われる小麦粉、マサを作るのに使われます。ニシュタマルは似ていますが、水酸化ナトリウムの代わりに水酸化カルシウムを使用します。
洗浄剤
水酸化ナトリウムは工業用洗浄剤としてよく使用され、しばしば「苛性」と呼ばれます。水に添加され、加熱された後、プロセス装置、貯蔵タンクなどの洗浄に使用されます。グリース、油、脂肪、タンパク質ベースの沈殿物を溶解できます。また、住宅のシンクの下や排水溝の下の排水管の洗浄にも使用されます。溶解した物質を安定させて再付着を防ぐために、界面活性剤を水酸化ナトリウム溶液に加えることもできます。水酸化ナトリウム浸漬溶液は、ステンレス鋼やガラス製の耐熱皿の強力な脱脂剤として使用されます。また、オーブンクリーナーの一般的な成分でもあります。
水酸化ナトリウムは、一般的に部品洗浄機用 洗剤の製造に使用されます。水酸化ナトリウムをベースとした部品洗浄機用洗剤は、最も強力な部品洗浄用化学薬品の 1 つです。水酸化ナトリウムをベースとした洗剤には、界面活性剤、さび止め剤、消泡剤が含まれています。部品洗浄機は密閉されたキャビネット内で水と洗剤を加熱し、加熱した水酸化ナトリウムと熱湯を圧力をかけて汚れた部品に吹き付け、脱脂します。この方法で使用される水酸化ナトリウムは、1990 年代初頭にモントリオール議定書によってトリクロロエタンが禁止されたときに、多くの溶剤ベースのシステムに取って代わりました[要出典]。水と水酸化ナトリウム洗剤をベースとした部品洗浄機は、溶剤ベースの洗浄方法よりも環境に優しい方法であると考えられています。
水酸化ナトリウムは、詰まった排水管を開栓するための一種の排水管洗浄剤として家庭で使用され、通常は乾燥した結晶または濃い液体ゲルの形で使用されます。アルカリは油脂を溶解して水溶性の 物質を生成します。また、水道管を詰まらせる可能性のある髪の毛に含まれるタンパク質などを加水分解します。これらの反応は、水酸化ナトリウムとクリーナーの他の化学成分が水に溶解するときに 発生する熱によって加速されます。このようなアルカリ性排水管洗浄剤とその酸性バージョンは腐食性が強いため、細心の注意を払って取り扱う必要があります。
リラクサー
水酸化ナトリウムは、髪をまっすぐにするリラクサーに使用されています。しかし、化学火傷の発生率と強度が高いため、化学リラクサーの製造業者は、消費者が利用できる調合物に他のアルカリ性化学物質を使用しています。水酸化ナトリウムリラクサーは現在でも入手可能ですが、主に専門家によって使用されています。
ペイント剥離剤
水酸化ナトリウム水溶液は、伝統的に木製のものの最も一般的な塗装剥離剤として使用されていました。この溶液は木の表面を傷つけ、木目を浮き上がらせ、色を汚す可能性があるため、あまり使用されなくなりました。
水処理
水酸化ナトリウムは、水道水のpHを上げるために浄水処理の際に使用されることがあります。pHが上昇すると、水道管への腐食性が低下し、飲料水に溶解する鉛、銅、その他の有毒金属の量が減少します。[46] [47]
歴史的用途
水酸化ナトリウムは一酸化炭素中毒の検出に使用されており、そのような患者の血液サンプルに水酸化ナトリウムを数滴加えると、血液サンプルは朱色に変わります。[ 48]今日では、一酸化炭素中毒はCOオキシメトリーによって検出できます。
セメント混合物、モルタル、コンクリート、グラウト
水酸化ナトリウムは、一部のセメント混合物の可塑剤に使用されています。これにより、セメント混合物の均質化が促進され、砂とセメントの分離が防止され、混合物に必要な水の量が減少し、モルタル、レンダリング、コンクリートなどのセメント製品の作業性が向上します。
安全性
他の腐食性の 酸やアルカリと同様に、水酸化ナトリウム溶液数滴は、アミド加水分解とエステル加水分解を介して生体組織のタンパク質と脂質を容易に分解し、その結果として化学火傷を引き起こし、目に入ると永久的な失明を引き起こす可能性があります。 [1] [2]固体アルカリは、水蒸気などの水が存在すると腐食性を発現することもあります。したがって、この化学物質またはその溶液を取り扱うときは、ゴム手袋、安全服、目の保護具などの保護具を常に使用する必要があります。アルカリが皮膚にこぼれた場合の標準的な応急処置は、他の腐食性物質の場合と同様に、大量の水で洗浄することです。洗浄は少なくとも10〜15分間継続します。
さらに、水酸化ナトリウムの溶解は発熱性が高く、その結果生じる熱によって熱傷が生じたり、可燃物が発火したりすることがあります。また、酸と反応すると熱を発生します。
水酸化ナトリウムはガラスに対して軽度の腐食性があり、ガラスを損傷したり、すり合わせたガラスの接合部を固着させたりすることがあります。 [49]水酸化ナトリウムはアルミニウムなどのいくつかの金属に対して腐食性があり、接触するとアルカリと反応して可燃性の水素ガスを生成します。[50]
ストレージ
使用目的の水酸化ナトリウムを取り扱う際、特に大量の場合は、慎重な保管が必要です。この化学物質の火傷の危険性を考慮すると、適切な NaOH 保管ガイドラインに従い、作業者と環境の安全を維持することが常に推奨されます。
水酸化ナトリウムは、小規模な研究室での使用ではボトルに、貨物の取り扱いや輸送では中容量コンテナに、また、大量のNaOHを使用する製造施設や廃水処理施設では容量が最大10万ガロンの大型固定貯蔵タンクに保管されることが多い。水酸化ナトリウムと相性がよく、NaOHの保管によく使用される一般的な材料には、ポリエチレン（通常はHDPE、あまり一般的ではないがXLPE）、炭素鋼、ポリ塩化ビニル（PVC）、ステンレス鋼、ガラス繊維強化プラスチック（耐性ライナー付きFRP）などがある。[14]
水酸化ナトリウムは大気中の水と二酸化炭素を吸収するため、 その常態を保つために密閉容器に保管する必要があります。
歴史
水酸化ナトリウムは、石鹸製造者によって初めて作られました。[51] : p45 水酸化ナトリウムの作り方は、13世紀後半のアラブの本「さまざまな産業技術の発明」に石鹸の作り方のレシピの一部として登場します。これは、イエメン王アル・ムザッファル・ユースフ・イブン・ウマル・イブン・アリ・イブン・ラスール（1295年没）によって編纂されました。[52] [53]レシピでは、アルカリ（アラビア語：al-qily、qilyはナトリウムを豊富に含むソルトワート植物の灰であるため、アルカリは不純な炭酸ナトリウムでした）[54]と生石灰（酸化カルシウム、CaO）の混合物に水を繰り返し通すことが指示されており、これにより水酸化ナトリウムの溶液が得られました。ヨーロッパの石鹸製造者もこのレシピに従っていました。 1791年にフランスの化学者で外科医のニコラ・ルブラン（1742–1806）が炭酸ナトリウムの大量生産法の特許を取得すると、天然の「ソーダ灰」（ナトリウムを豊富に含む植物の灰から得られる不純な炭酸ナトリウム）[51] : p36は、 この人工バージョンに置き換えられました。[51] : p46 しかし、20世紀までに、塩化ナトリウムの電気分解が水酸化ナトリウムを製造する主な方法になりました。[55]
参照
参考文献
- ^ abc 「Material Safety Datasheet」（PDF） . certified-lye.com . 2008年2月28日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。2010年2月24日閲覧。
- ^ abc 「Material Safety Datasheet 2」（PDF） . hillbrothers.com . 2012年8月3日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。2012年5月20日閲覧。
- ^ ab 「水酸化ナトリウム - 化合物の概要」。2012年6月12日閲覧。
- ^ abcd ヘインズ、p. 4.90
- ^ ヘインズ、4.135ページ
- ^ ジェイコブス、H. Kockelkorn, J. および Tacke, Th. （1985年）。 「ナトリウム、カリウム、ルビジウムの水酸化物: Einkristallzüchtung und röntgenographische Strukturbestimmung and der bei Raumtemperatur Stabilen Modifikation」。Z. Anorg.すべて。化学。531 (12): 119–124。土井：10.1002/zaac.19855311217。
{{cite journal}}: CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク) - ^ ヘインズ、5.13ページ
- ^ abc NIOSH 化学物質の危険性に関するポケットガイド。「#0565」。国立労働安全衛生研究所(NIOSH)。
- ^ Michael Chambers. 「ChemIDplus – 1310-73-2 – HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M – 水酸化ナトリウム [NF] – 類似構造検索、同義語、式、リソースリンク、およびその他の化学情報。」nih.gov。
- ^ 「水酸化ナトリウム」。生命または健康に直ちに危険となる濃度（IDLH）。国立労働安全衛生研究所（NIOSH）。
- ^ abcdefg Siemens, PR; Giauque, William F. (1969). 「水酸化ナトリウム水和物のエントロピー。II. NaOH·2H2O および NaOH·3.5H2O の低温熱容量と融解熱」。Journal of Physical Chemistry . 73 (1): 149–157. doi :10.1021/j100721a024.
- ^ 「一般的な実験室用化学物質とその危険有害性クラスの例」。2018年1月10日時点のオリジナルよりアーカイブ。2018年1月9日閲覧。
- ^ https://www.chemanalyst.com/industry-report/caustic-soda-market-681
- ^ abcd 「水酸化ナトリウム貯蔵タンクと仕様」。Protank。2018年9月8日。 2018年11月21日閲覧。
- ^ “Exothermic vs. Endothermic: Chemistry's Give and Take”. Discovery Express Kids . 2014年8月29日. 2023年3月28日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2023年3月28日閲覧。
- ^ abcdefghijk Umfreville Pickering, Spencer (1893). 「LXI.—水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウムの水和物」. Journal of the Chemical Society, Transactions . 63 : 890–909. doi :10.1039/CT8936300890.
- ^ abcde Mraw, SC; Giauque, WF (1974). 「水酸化ナトリウム水和物のエントロピー。III. 水酸化ナトリウム四水和物のαおよびβ結晶形態の低温熱容量と融解熱」。Journal of Physical Chemistry . 78 (17): 1701–1709. doi :10.1021/j100610a005.
- ^ abcd Murch, LE; Giauque, WF (1962). 「水酸化ナトリウムおよびその一水和物の熱力学的性質。低温までの熱容量。溶解熱」。Journal of Physical Chemistry . 66 (10): 2052–2059. doi :10.1021/j100816a052.
- ^ Brodale, GE; Giauque, WF (1962). 「無水一水和物共晶点付近の領域における水酸化ナトリウム水溶液の凝固点-溶解度曲線」。Journal of Physical Chemistry . 66 (10): 2051. doi :10.1021/j100816a051.
- ^ M. Conde Engineering：「NaOH水溶液の固液平衡（SLE）と気液平衡（VLE）」Wayback Machineで2020年10月7日にアーカイブ。オンラインレポート、2017年4月29日にアクセス。
- ^ ジェイコブス、H. およびメッツナー、U. (1991)。 「水酸化ナトリウム一水和物のUngewöhnliche H-Brückenbindungen: Röntgen- und Neutronenbeugung an NaOH・H<sub">2</sub">O bzw. NaOD・D<sub">2</sub">O」。有機体と化学の研究。597 (1): 97-106。土井：10.1002/zaac.19915970113。
{{cite journal}}: CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク) - ^ 祖恩、许 (1992)、钾素、钾肥溯源[J]
- ^ スタメル、ジム（2001）、EXCEL HSC化学、パスカルプレス、p.199、ISBN 978-1-74125-299-6
- ^ ab Fengmin Du、David M Warsinger、Tamanna I Urmi、Gregory P Thiel、Amit Kumar、John H Lienhard (2018)。「海水淡水化塩水からの水酸化ナトリウム製造：プロセス設計とエネルギー効率」。Environmental Science & Technology。52 ( 10): 5949–5958。Bibcode : 2018EnST ...52.5949D。doi : 10.1021 /acs.est.8b01195。hdl : 1721.1/123096。PMID 29669210。
{{cite journal}}: CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク) - ^ ab ツェティン・クルト、ユルゲン・ビットナー。 「水酸化ナトリウム」。ウルマンの工業化学百科事典。ワインハイム: ワイリー-VCH。土井：10.1002/14356007.a24_345.pub2。ISBN 978-3527306732。
- ^ カーク・オスマー化学技術百科事典[永久リンク切れ ]、第 5 版、John Wiley & Sons
- ^ デミング、ホレス・G. (1925)。一般化学：基本原理の産業応用を強調した初等概説（第2版）。ニューヨーク：ジョン・ワイリー・アンド・サンズ社、p.452。
- ^ 「Document 2 - CausticSodamanual2008.pdf」(PDF) 。2013年。 2015年3月19日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ。2014年7月17日閲覧。
- ^ サンプル、イアン（2009年9月16日）。「トラフィグラ事件：苛性ソーダ洗浄で残った有毒な汚泥」ガーディアン。 2009年9月17日閲覧。
- ^ 「トラフィグラは廃棄物の危険性を知っていた」BBC Newsnight、2009年9月16日。 2009年9月17日閲覧。
- ^ 「石鹸作りに使用される苛性化学物質のガイド | Brenntag」www.brenntag.com 。 2020年10月3日閲覧。
- ^ 「水酸化ナトリウム | 用途、利点、化学物質の安全性に関する事実」。ChemicalSafetyFacts.org 2016年9月6日。 2020年10月3日閲覧。
- ^ Ayres, Chris (2010 年 2 月 27 日) Clean green ending that sends a loved one down the dock Times Online。2013 年 2 月 20 日閲覧。
- ^ ab Thacker, H. Leon; Kastner, Justin (2004 年 8 月)。死体処理: 包括的レビュー。第 6 章、Wayback Machineで 2017 年 2 月 2 日にアーカイブ。国立農業バイオセキュリティ センター、カンザス州立大学、2004 年。2010 年 3 月 8 日に取得。
- ^ ローチ、メアリー (2004)。『スティフ：人間の死体の奇妙な生活』、ニューヨーク：WWノートン＆カンパニー。ISBN 0-393-32482-6。
- ^ 「ナトリウム：汚れと殺人被害者を取り除く」BBCニュース。2014年5月3日。
- ^ ウィリアム・ブース（2009年1月27日）。「『シチューメーカー』がメキシコで恐怖を巻き起こす」ワシントン・ポスト。
- ^ 「ATSDR – 医療管理ガイドライン (MMG): 水酸化ナトリウム」。www.atsdr.cdc.gov。2010年5月28日時点のオリジナルよりアーカイブ。
- ^ PubChem. 「アルミニウム四水酸化ナトリウム」. pubchem.ncbi.nlm.nih.gov . 2020年10月3日閲覧。
- ^ モーフィット、キャンベル（1856）。石鹸とろうそくの製造に応用された化学に関する論文。パリーとマクミラン。
- ^ 「並べて比較: 水酸化カリウムと水酸化ナトリウム - 類似点、相違点、使用例」。info.noahtech.com。2020年10月10日時点のオリジナルよりアーカイブ。2020年10月3日閲覧。
- ^ 「化粧品に使用される無機水酸化物の安全性評価」（PDF）cir-safety.org 2015年。2024年5月12日閲覧。
- ^ 「水酸化ナトリウム」. rsc.org . 2014年. 2014年11月9日閲覧。
- ^ 「Hominy without Lye」。国立家庭食品保存センター。2011年9月11日時点のオリジナルよりアーカイブ。2019年1月15日閲覧。
- ^ 「オリーブ：家庭での安全なピクルス漬けの方法（application/pdf Object）」（PDF）ucanr.org 2010年。2012年1月17日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。 2012年1月22日閲覧。
- ^ 「飲料水処理 - pH調整」。2011年。2018年8月10日時点のオリジナルよりアーカイブ。2016年6月23日閲覧。
- ^ Brian Oram, PG (2014). 「飲料水の問題 腐食性水（鉛、銅、アルミニウム、亜鉛など）」。2016年7月1日時点のオリジナルよりアーカイブ。2016年6月23日閲覧。
- ^ 『毒物および強力な薬物の検出』 168 ページ。著者: Wilhelm Autenrieth。出版社: P. Blakiston's son & Company、1909 年。
- ^ Pubchem. 「水酸化ナトリウム | NaOH – PubChem」pubchem.ncbi.nlm.nih.gov . 2016年9月4日閲覧。
- ^ "aluminium_water_hydrogen.pdf (application/pdf Object)" (PDF) . www1.eere.energy.gov . 2008年。 2012年9月14日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ。 2013年1月15日閲覧。
- ^ abc ソープ、トーマス・エドワード編『応用化学辞典』 （ロンドン、イギリス：ロングマンズ、グリーン社、1913年）、第5巻、[1]
- ^ 参照: イスラムの科学技術の歴史: 石鹸作りの説明
- ^ イギリスの化学者で考古学者のヘンリー・アーネスト・ステープルトン（1878年 - 1962年）は、ペルシャの錬金術師で医師のムハンマド・イブン・ザカリヤ・アル・ラーズィー（865年頃 - 925年）が水酸化ナトリウムについて知っていたという証拠を提示した。ステープルトン、ヘンリー・E.、アゾ、RF、ヒダヤト・フセイン、M.（1927年）「紀元10世紀のイラクとペルシャの化学」ベンガルアジア協会紀要。VIII （6）：317-418。OCLC 706947607。322ページ。
- ^ ステイプルトン、ヘンリーE. ;アゾ、RF (1905)。「11世紀の錬金術器具」ベンガルアジア協会紀要。I (4): 47–71。53 ページの脚注 5 を参照してください。53 ページから: 「5. 炭酸ナトリウム。キリは、海の近くや塩分の多い場所に生育するサルソラやアッケシソウなどの特定の植物の灰です...」
- ^ O'Brien, Thomas F.; Bommaraju, Tilak V. および Hine, Fumio (2005)塩素アルカリ技術ハンドブック、第 1 巻。ベルリン、ドイツ: Springer。第 2 章: 塩素アルカリ産業の歴史、p. 34。ISBN 9780306486241
文献
- ヘインズ、ウィリアムM.編 (2011)。CRC化学・物理ハンドブック(第 92 版) 。CRC プレス。ISBN 978-1439855119。
外部リンク
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