水酸化ナトリウムは化学式NaOHで表される無機化合物で、ナトリウムイオン（Na⁺）と水酸化物イオン（OH⁻）が1：1の割合でイオン結合した構造を持ちます。常温常圧では無色無臭の固体として存在し、融点は318.4℃、沸点は1390℃、密度は2.13 g/cm³という物理的性質を示します。この化合物は分子として存在するのではなく、イオン結晶として存在するため、化学式は「組成式」として表記されます。
参考）水酸化ナトリウム - Wikipedia
水酸化ナトリウムの詳細な物理化学的性質（Wikipedia）
水酸化ナトリウムの式量は、ナトリウム（Na：23）、酸素（O：16）、水素（H：1）の原子量を合計して40となり、モル質量は40 g/molです。結晶構造は常温では斜方晶系のβヨウ化タリウム型を取りますが、融点付近の温度（299.6～318.4℃）では食塩と同じ立方晶系の岩塩型構造に変化します。この構造変化は、温度による結晶格子の安定性の変化を反映しています。
参考）【超重要物質】水酸化ナトリウム（NaOH）の性質の全てを徹底…
水酸化ナトリウムは潮解性が非常に強く、空気中に放置すると徐々に水分を吸収して溶液状になる特性があります。また、空気中の二酸化炭素とも反応して炭酸塩を生成するため、保管には注意が必要です。水への溶解度は極めて高く、20℃での溶解度は1110 g/Lに達します。
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水酸化ナトリウムが水に溶けると、以下の電離式で表されるように、ナトリウムイオンと水酸化物イオンに完全に分かれます：
参考）電離とは．電離式まとめ10選【中学化学】
NaOH → Na⁺ + OH⁻
この電離反応は右向きの矢印（→）で表記されますが、これは可逆反応ではなく、ほぼ100％の電離が起こることを意味しています。水酸化ナトリウムは強塩基に分類され、電離度α≒1という特性を持ちます。電離度とは、溶解した物質のうち実際に電離してイオンになった割合を示す指標で、強塩基や強酸はこの値がほぼ1（100％）になります。
参考）強酸・弱酸・強塩基・弱塩基（違い・覚え方・一覧など）
強酸・強塩基の電離度と化学的性質の詳細解説
水溶液中での完全電離により、水酸化ナトリウムは大量の水酸化物イオン（OH⁻）を放出し、強いアルカリ性を示します。この性質は、pH値を大きく上昇させ、酸との中和反応を強力に進行させる原動力となります。また、水に溶かす際には激しい発熱反応が起こり、溶解熱は44.5 kJ/molという高い値を示します。
参考）https://anzeninfo.mhlw.go.jp/anzen/gmsds/1310-73-2.html
電離によって生成したナトリウムイオンは水和され、水分子に囲まれた状態で水溶液中に存在します。強塩基由来のナトリウムイオンは電離度が高く、イオンの状態で安定に存在するため、再び分子に戻ることはほとんどありません。この性質は、弱酸・弱塩基との違いを理解する上で重要なポイントです。
参考）【化学基礎】塩の加水分解をわかりやすく徹底解説！なぜ強酸と弱…
水酸化ナトリウムは、アルカリ金属の水酸化物の中でも代表的な強塩基として知られています。高校化学で頻出する強塩基には、1価の水酸化カリウム（KOH）と水酸化ナトリウム（NaOH）、2価の水酸化バリウム（Ba(OH)₂）と水酸化カルシウム（Ca(OH)₂）があります。
参考）【高校化学基礎】「酸と塩基の価数と強弱」
| 強塩基の種類 | 化学式 | 価数 | 特徴 |
|---|---|---|---|
| 水酸化ナトリウム | NaOH | 1価 | 工業的に最も重要、溶解度1110 g/L |
| 水酸化カリウム | KOH | 1価 | 水酸化ナトリウムと同等の強塩基性 |
| 水酸化バリウム | Ba(OH)₂ | 2価 |
1分子から2個のOH⁻を放出 |
| 水酸化カルシウム | Ca(OH)₂ | 2価 | 溶解度は比較的低い |
水酸化ナトリウムは強塩基として酸と激しく反応し、中和反応を起こします。例えば、塩酸（HCl）との中和反応は以下のように表されます：
参考）http://ene.ed.akita-u.ac.jp/~hamai/pH/sub3.html
HCl + NaOH → NaCl + H₂O
この反応は、実際には水溶液中でイオンとして存在する塩酸と水酸化ナトリウムが、水素イオン（H⁺）と水酸化物イオン（OH⁻）の結合によって水を生成する反応です。塩化ナトリウム（NaCl）は中性の塩として生成されます。
水酸化ナトリウムは、水の電気分解実験において重要な役割を果たします。純粋な水は電気をほとんど通さないため、水を電気分解するには電解質を加えて導電性を高める必要があります。水酸化ナトリウムは高いモル導電率を持つため、少量を水に溶かすだけで効率的に電気分解が可能になります。
参考）中3化学【*水の電気分解】
水酸化ナトリウム水溶液の電気分解では、以下の反応が進行します：
参考）水酸化ナトリウム水溶液の電気分解の式では、 「電離式」はNa…
興味深いことに、この電気分解では水酸化ナトリウム自体は反応に参加せず、水のみが分解されます。そのため、電気分解が進むと水酸化ナトリウム水溶液の濃度が徐々に上昇していきます。また、発生する気体の体積比は、酸素：水素＝1：2となることが重要なポイントです。
参考）【中学理科・復習】水酸化ナトリウム水溶液の電気分解とは？
水の電気分解実験における電解質の導電性比較データ
工業的には、塩化ナトリウム水溶液の電気分解によって水酸化ナトリウムが製造されます。陽イオン交換膜法という製法では、陽極室に塩化ナトリウム水溶液を、陰極室に水（または希薄な水酸化ナトリウム水溶液）を入れて電気分解を行います。陽極では塩化物イオンが酸化されて塩素ガスが発生し、陰極では水が還元されて水素ガスと水酸化物イオンが生成されます。陽極室のナトリウムイオンは陽イオン交換膜を通過して陰極室に移動し、そこで水酸化物イオンと結合して水酸化ナトリウムが生成されます。
参考）【陽イオン交換膜法】水酸化ナトリウムの製法の仕組みや反応式な…
この電気分解プロセスの全体反応式は以下のようになります：
2NaCl + 2H₂O → Cl₂ + H₂ + 2NaOH
鉱物や岩石の研究において、水酸化ナトリウムは様々な分析・処理工程で利用されます。特に、骨材中の非晶質シリカ（ケイ酸）の抽出や定量に水酸化ナトリウム溶液が使用されます。この方法では、輝石安山岩などの鉱物の変質状態を評価するために、水酸化ナトリウム溶液によって抽出されるケイ酸量を測定します。
参考）https://data.jci-net.or.jp/data_pdf/08/008-01-0097.pdf
岩石中の放射性核種の移行挙動を研究する際にも、水酸化ナトリウムは重要な役割を果たします。メソポーラスシリカなどの鉱物に対する金属イオンの吸着反応を調べる実験では、NaOHを用いてイオン強度やpHを調整します。岩石表面は通常負に帯電しているため、陽イオンが表面に集積しやすくなりますが、このような現象を定量的に評価するために、水酸化ナトリウムによるpH制御が不可欠です。
参考）https://www.nra.go.jp/data/000464964.pdf
💡 鉱物処理での注意点。
水酸化ナトリウムは、化学製造、石鹸製造、水処理など幅広い工業分野で基礎化学品として使用されており、現代文明に欠かせない物質の一つです。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ため、取り扱いには法的な規制も存在します。
参考）食塩水の電気分解：現代文明に欠かせない塩素の作成法 - はじ…
鉱石や鉱物に興味を持つ研究者や愛好家にとって、水酸化ナトリウムの化学的性質と電離の仕組みを理解することは、様々な分析手法や実験プロセスを正しく実施する上で基盤となる知識です。特に電離式NaOH → Na⁺ + OH⁻という基本的な反応から、強塩基としての性質、電気分解での応用、そして実際の鉱物研究への適用まで、幅広い知識の連関を把握することで、より高度な化学的理解が可能になります。
