Natriumhydroxid


Natriumhydroxid
Kristallstruktur
Struktur von Natriumhydroxid
__ Na+     __ OH
Allgemeines
Name Natriumhydroxid
Andere Namen
  • Ätznatron
  • Ätzsoda
  • kaustische(s) Soda
  • Natriumoxydhydrat
  • Natronhydrat
  • Natronlauge (wässrige Lösung)
  • Seifenstein
  • E 524
Verhältnisformel NaOH
CAS-Nummer 1310-73-2
Kurzbeschreibung

weißer, geruchsloser Feststoff[1]

Eigenschaften
Molare Masse 39,997 g·mol−1
Aggregatzustand

fest

Dichte

2,13 g·cm−3[1]

Schmelzpunkt

322 °C[1]

Siedepunkt

1388 °C [1]

Dampfdruck

13 Pa (618 °C)[1]

Löslichkeit

gut löslich in Wasser: (1260 g·l−1 bei 20 °C) [1]

Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung aus EU-Verordnung (EG) 1272/2008 (CLP) [2]
05 – Ätzend

Gefahr

H- und P-Sätze H: 314
EUH: keine EUH-Sätze
P: 280-​301+330+331-​309-​310-​305+351+338 [1]
EU-Gefahrstoffkennzeichnung aus RL 67/548/EWG, Anh. I [2]
Ätzend
Ätzend
(C)
R- und S-Sätze R: 35
S: (1/2)-26-37/39-45
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

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Natriumhydroxid in Form von Plätzchen

Natriumhydroxid (auch Ätznatron, kaustische(s) Soda), chemische Formel NaOH, ist ein weißer hygroskopischer Feststoff. In Wasser löst es sich unter großer Wärmeentwicklung durch die negative Lösungsenthalpie von -44,5 kJ/mol zur stark alkalisch reagierenden Natronlauge auf (pH 14 bei c = 1 mol/l). Mit dem Kohlenstoffdioxid der Luft reagiert es zu Natriumhydrogencarbonat und wird deshalb in luftdicht verschlossenen Behältern aufbewahrt. Um zu verhindern, dass das Natriumhydroxid Wasser aus der Luft bindet, kann man es gemeinsam mit einem Trockenmittel lagern. Das Hydroxid-Ion verdrängt als starke Base schwächere und flüchtige Basen aus ihren Salzen.

Inhaltsverzeichnis

Herstellung

Im Labor kann Natriumhydroxid durch Umsetzung von Natriumcarbonat mit Calciumhydroxid zu Natriumhydroxid und Calciumcarbonat hergestellt werden:

\mathrm{Na_2CO_3 + Ca(OH)_2 \longrightarrow 2 \; NaOH + CaCO_3}

Das wenig lösliche Calciumcarbonat wird abfiltriert. Im Filtrat verbleibt das gut lösliche Natriumhydroxid. Dieser Prozess der Kaustifizierung wurde früher großtechnisch durchgeführt.

Eine weitere Methode ist die stark exotherme Reaktion von elementarem Natrium mit Wasser unter Bildung von Natronlauge und Wasserstoff:

\mathrm{2 \; Na \; _{(s)} + 2\,H_2O \; _{(l)} \longrightarrow 2 \; NaOH \; _{(aq)} + H_2 \; _{(g)}}

In der Schule wird dieser Versuch häufig gezeigt, um die Reaktivität der Alkalimetalle mit Wasser zu demonstrieren.

Nach dem Eindampfen der Natronlauge bleibt festes Natriumhydroxid zurück:

\mathrm{NaOH \; _{(aq)} \longrightarrow NaOH \; _{(s)}}

Das Acker-Verfahren zur Herstellung von Natriumhydroxid durch Schmelzflusselektrolyse von Natriumchlorid wurde von Charles Ernest Acker (19. März 1868 −10. Oktober 1920) in den Vereinigten Staaten von Amerika entwickelt. [3]

Weitere Reaktionen

Lässt man NaOH offen an der Luft liegen, reagiert dieses mit dem Kohlenstoffdioxid der Luft zu Natriumhydrogencarbonat oder Natriumcarbonat , daher wird es in luftdicht verschlossenen Behältern aufbewahrt.

\mathrm{NaOH_{(s)} + CO_{2(g)} \longrightarrow \ NaHCO_{3(s)}}
\mathrm{2 \; NaOH_{(s)} + CO_{2(g)} \longrightarrow \ Na_2CO_{3(s)} + H_2O}

Im Labor lässt sich Ammoniak einfach durch die Säure-Base-Reaktion aus Natriumhydroxid und Ammoniumchlorid herstellen.

\mathrm{NaOH_{(s)} + NH_4Cl_{(s)} \longrightarrow NH_{3(g)} + NaCl_{(s)} + H_2O_{(l)}}

Elektrolyse

Hauptartikel: Chlor-Alkali-Elektrolyse

Industriell wird Natriumhydroxid durch Elektrolyse von Natriumchlorid zu Natronlauge, Wasserstoff und Chlorgas hergestellt:

\mathrm{2 \; NaCl \; _{(s)} + 2\,H_2O \; _{(l)} \longrightarrow}\mathrm{  Cl_2 \; _{(g)} + H_2 \; _{(g)} + 2 \; NaOH \; _{(aq)}}

Es gibt dafür drei verschiedene Verfahrenstechniken:

  1. Amalgam-Verfahren
  2. Diaphragma-Verfahren
  3. Membranverfahren

Allen Verfahren gemein sind zusätzliche Reinigungs- und Aufkonzentrierungsstufen, um zu wasserfreiem Natriumhydroxid zu gelangen.

Handelsform

Natriumhydroxid kommt in Kunststoffbehältern luftdicht verpackt in Form von kleinen Kügelchen oder als Plätzchen in den Handel.

Verwendung

Natriumhydroxid wird hauptsächlich in Form von Natronlauge verwendet und ist in der Industrie eine der wichtigsten Chemikalien. Zu deren Verwendung siehe dort. Festes Natriumhydroxid ist ein wesentlicher Bestandteil von Abflussreinigern.

Versuchsbeispiel

Gibt man ein wenig Natriumhydroxid in Wasser und verrührt es, erwärmt sich die Lösung. Das eignet sich als einfaches Beispiel für einen stark exothermen Lösungsvorgang, das beispielsweise in der Schule angewandt wird. Den gegenteiligen Effekt, einen endothermen Lösungsvorgang, kann man beobachten, wenn man Kaliumnitrat oder Ammoniumnitrat in Wasser löst, wobei der Effekt beim Lösen von Ammoniumnitrat wesentlich stärker ist (Temperaturabnahme von ca. 10 K).

Weblinks

Einzelnachweise

  1. a b c d e f g Eintrag zu CAS-Nr. 1310-73-2 in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 15. Februar 2007 (JavaScript erforderlich).
  2. a b Eintrag zu CAS-Nr. 1310-73-2 im European chemical Substances Information System ESIS (ergänzender Eintrag)
  3. Winfried R. Pötsch, Annelore Fischer und Wolfgang Müller unter Mitarbeit von Heinz Cassenbaum: Lexikon bedeutender Chemiker, VEB Bibliographisches Institut Leipzig, 1988, S. 9, ISBN 3-323-00185-0.

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