Natriumhydroxid

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Kristallstruktur
Struktur von Natriumhydroxid
__ Na+     __ OH
Allgemeines
Name Natriumhydroxid
Andere Namen
  • Ätznatron
  • Ätzsoda
  • kaustische(s) Soda
  • Natriumoxydhydrat
  • Natronhydrat
  • Natronlauge (wässrige Lösung)
  • Seifenstein
  • Lebensmittelzusatzstoff 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: (1090 g·l−1 bei 20 °C) [1]

Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung [1]
05 – Ätzend

Gefahr

H- und P-Sätze H: 314​‐​290
P: 280​‐​301+330+331​‐​309+310​‐​305+351+338 [1]
EU-Gefahrstoffkennzeichnung [2] aus EU-Verordnung (EG) 1272/2008 (CLP) [3]
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.

Herstellung[Bearbeiten]

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.[4]

Weitere Reaktionen[Bearbeiten]

Lagert man NaOH unverschlossen, reagiert es 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[Bearbeiten]

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  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[Bearbeiten]

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

Verwendung[Bearbeiten]

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.

Weblinks[Bearbeiten]

 Commons: Natriumhydroxid – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. a b c d e f g h Eintrag zu CAS-Nr. 1310-73-2 in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 15. Februar 2007 (JavaScript erforderlich).
  2. Seit 1. Dezember 2012 ist für Stoffe ausschließlich die GHS-Gefahrstoffkennzeichnung zulässig. Bis zum 1. Juni 2015 dürfen noch die R-Sätze dieses Stoffes für die Einstufung von Gemischen herangezogen werden, anschließend ist die EU-Gefahrstoffkennzeichnung von rein historischem Interesse.
  3. Eintrag aus der CLP-Verordnung zu CAS-Nr. 1310-73-2 in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA (JavaScript erforderlich)
  4. Winfried R. Pötsch, Annelore Fischer und Wolfgang Müller unter Mitarbeit von Heinz Cassebaum: Lexikon bedeutender Chemiker, VEB Bibliographisches Institut Leipzig, 1988, S. 9, ISBN 3-323-00185-0.