Natronlauge

Natronlauge ist die wässrige Lösung von Natriumhydroxid NaOH(s) in Wasser und kann daher als NaOH(aq) symbolisiert werden.

Wie kann man Natronlauge im Unterricht herstellen?

Wenn man die Natronlauge für andere chemische Reaktionen benötigt, beispielsweise zur Neutralisation einer Säure, dann löst man normalerweise festes Natriumhydroxid NaOH(s) in dest. Wasser auf.

Behandelt man jedoch gerade das Thema Alkalimetalle im Unterricht, wird meistens der berühmte Versuch vorgeführt, bei dem man ein kleines Stück entrindetes Natrium in eine Schüssel mit Wasser gibt. In einem YouTube-Video von "Chemie im Labor" kann man diesen Versuch sehr schön verfolgen:

Natrium reagiert mit Wasser
Autor: Chemie im Labor

Dem Wasser wurde vor der Versuchsdurchführung etwas Phenolphthalein als Indikator zugegeben.

Beobachtungen:

1. In Anwesenheit von Laugen färbt sich das farblose Phenolphthalein intensiv violett.
2. Bei der Reaktion zischt das Natriumstück auf dem Wasser hin und her, wird immer kleiner und nimmt dabei schließlich die Form einer Kugel an.

Erklärungen:

Hier die komplette Reaktionsgleichung, die oft in Tests, Übungen oder Klausuren abgefragt wird:

$2 \ Na (s) + 2 \ H_2O (l) \to 2 \ NaOH (aq)+ H_2 (g) \uparrow$

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Das entstandene NaOH ist eine Ionenverbindung und besteht aus Natrium-Kationen Na⁺ und Hydroxid-Anionen OH^-.

Die Violettfärbung von Phenolphthalein zeigt die Anwesenheit der Hydroxid-Ionen, die Phenolphthalein-Moleküle reagieren mit den OH^--Ionen, wodurch sich die Farbe des Indikators ändert, von farblos nach violett.

Der Natrium-Stück flitzt auf dem Wasser hin- und her, weil es sich auf einer Art Luftkissen bewegt. Allerdings besteht dieses Luftkissen nicht aus Luft, sondern aus dem Wasserstoff, der bei der Reaktion entsteht. Das Natrium-Stück wird immer kleiner, weil das Natrium bei der Reaktion verbraucht wird, und es wird kugelförmig, weil es durch die Reaktionswärme anfängt zu schmelzen, und flüssige Stoffe, die frei in der Luft schweben oder sich auf einem Luftkissen befinden, nehmen eine kugelförmige Gestalt an.

Wie kann man Natronlauge noch herstellen?

Wenn das Thema Elektrochemie behandelt wird, führt man oft Elektrolysen durch. Elektrolysiert man eine Lösung von Kochsalz, Natriumchlorid, erhält man am Pluspol gasförmiges Chlor und am Minuspol elementares Natrium:

$Na^{+} + e^{-} \to Na$

Dieses reagiert aber sofort mit dem Wasser zu Natriumhydroxid.

Wie wird Natronlauge in der Industrie hergestellt?

In der Industrie wird Natronlauge durch die Chloralkali-Elektrolyse hergestellt, das ist die Elektrolyse von Kochsalz-Lösung.

$2 \ NaCl + 2 \ H_2O \to Cl_2 \uparrow + H_2 \uparrow + 2 \ NaOH$

Als "Nebenprodukte" entstehen bei der Chloralkalielektrolyse Wasserstoff und Chlor. Hier muss man aufpassen, denn beide Gase zusammen bilden das berüchtigte Chlorknallgas, das durch Licht oder Wärme zu einer heftigen Explosion führen kann, bei der dann Chlorwasserstoff entsteht, das Ausgangsprodukt für Salzsäure.

Was sollte man sonst noch über Natronlauge wissen?

Ich möchte hier nicht alles wiederholen, was bereits auf den Seiten der Wikipedia erschöpfend dargestellt ist, daher der folgende Verweis: