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Natronlauge 06:49 min

Textversion des Videos

Transkript Natronlauge

Guten Tag und herzlich willkommen, ich begrüße euch zu diesem Video. Es heißt "Natronlauge". Um Natronlauge herzustellen, benötigt man die Chemikalie Natriumhydroxid. Natriumhydroxid hat die Formel NaOH. Natriumhydroxid ist eine feste, weiße, chemische Verbindung. In diesem festen Zustand wird sie als Ätznatron bezeichnet. Ich gebe nun zu den Ätznatronkügelchen destilliertes Wasser. Es setzt der Lösungsprozess ein, wobei Wärme frei wird. Nach einer gewissen Zeit erhält man eine klare Lösung von festem Ätznatron in Wasser. Diese Lösung bezeichnet man als Natronlauge. Also halten wir fest: Ätznatron ist festes Natriumhydroxid. Natronlauge ist Natriumhydroxid in wässriger Lösung. Ich werde nun die Natronlauge mit Universalindikator testen. Der Universalindikator verfärbt sich dunkelblau. Das bedeutet, dass es sich bei Natronlauge um eine Base handelt - und da es eine Base in wässriger Lösung ist, kann man hier auch von Lauge sprechen. Natriumhydroxid ist zur Dissoziation befähigt und diese läuft tatsächlich in Natronlauge ab. NaOH dissoziiert in wässriger Lösung zu Na+ + OH-. Natriumhydroxid dissoziiert in wässriger Lösung in ein einfach positiv geladenes Natrium-Ion und in ein einfach negativ geladenes Hydroxid-Ion, OH-. Und spätestens jetzt ist es an der Zeit darauf hinzuweisen, dass es sich bei Natronlauge um eine stark ätzende, chemische Flüssigkeit handelt. Natronlauge ist zur Neutralisation befähigt. Ein Beispiel: NaOH + HCl -> NaCl + H2O. Natriumhydroxid plus Salzsäure reagieren zu Natriumchlorid und Wasser. Die Neutralisation beruht auf dem Prinzip "Base + Säure reagieren zu Salz und Wasser". Natronlauge ist wie jedes Hydroxid in Lösung zur Reaktion mit Kohlenstoffdioxid befähigt. 2NaOH + CO2 -> Na2CO3 + H2O. Natriumhydroxid reagiert mit Kohlenstoffdioxid zu Natriumcarbonat und Wasser. Natriumcarbonat wird auch als "Soda" bezeichnet. Jetzt möchte ich noch einen kleinen Versuch durchführen. Ich gebe einige Stückchen Aluminiumfolie in die Natronlauge. Zunächst tut sich gar nichts, denn die Oberfläche des Aluminiums muss erst einmal von Unreinheiten befreit werden, aber dann setzt die Reaktion unter Gasentwicklung ein. Das könnt ihr sehr schön sehen. 5. Natronlauge reagiert mit Aluminium:

Gewöhnlich reagieren Basen mit Metallen nicht. Aluminium macht hier eine Ausnahme. Wir schreiben: Es reagiert NaOH + Al zu Na[Al(OH)4] + H2. Die Reaktion kann so nicht stattfinden. Man benötigt bei dem Ausgangsstoff noch Wasser. Ich gleiche aus und behalte dann die endgültige Formelgleichung: 2NaOH+ 2Al -> 2Na[Al(OH)4] + 3H2. Das entstandene komplexe Salz bezeichnet man als Natriumtetrahydroxialuminat. Zum Abschluss noch einige Worte über die Verwendung von Natriumhydroxid. Als wichtige Industriechemikalie findet Natriumhydroxid und auch Natronlauge eine sehr breite Anwendung in Industrie und Labor. Natronlauge wird im Laboratorium für die Neutralisation von Säuren verwendet. Es ist unabdingbare Grundlage für die qualitative und quantitative chemische Analyse. Ionenaustauscherharze werden mit Natronlauge regeneriert. Das geschieht bei Anionenaustauschern. Natronlauge wird bei vielen chemischen Verbindungen in der organischen Synthese verwendet. Und immer dran denken: Natronlauge ist eine starke Base - stark ätzend - die Augen schützen! Ich danke für eure Aufmerksamkeit. Alles Gute. Auf Wiedersehen.

Natronlauge Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Natronlauge kannst du es wiederholen und üben.

  • Nenne die Eigenschaften von Natriumhydroxid.

    Tipps

    In Wasser gelöste Hydroxide werden auch als Laugen bezeichnet.

    Lösung

    Natriumhydroxid ist ein weißer Feststoff. In fester Form wird er auch Ätznatron genannt. Im Labor wirst du eher mit Lösungen arbeiten. Diese heißen dann Natronlauge. Natriumhydroxid ist eine starke Base, deshalb dissoziiert es auch in Lösung vollständig in seine Ionen. Da dabei Hydroxid-Ionen entstehen, steigt der pH-Wert in der Lösung - sie wird also basisch. Sehen kannst du das, wenn du einen Streifen Universalindikatorpapier in die Lösung hältst, denn dieser färbt sich dann blau. Wenn du mit Natronlauge arbeiten willst, musst du immer darauf achten, dass deine Augen und Hände geschützt sind, da es sich um eine ätzende Verbindung handelt.

  • Bestimme die Reaktionsprodukte in folgenden Reaktionen mit $NaOH$.

    Tipps

    Natronlauge liegt dissoziiert vor.

    Laugen werden durch Säuren unter Bildung eines Salzes neutralisiert.

    Lösung

    Eine typische Reaktion für Hydroxide sind Neutralisationsreaktionen. Dabei reagieren eine Base und eine Säure unter Bildung eines Salzes und Wasser. In diesem Fall reagiert die Base $NaOH$ einmal mit der Säure $HCl$ und einmal mit der Säure $HNO_3$. Es entstehen dann die Salze Natriumchlorid $NaCl$ bzw. Natriumnitrat $NaNO_3$. Mit Kohlendioxid reagieren Hydroxide unter Bildung der entsprechenden Carbonate. Natriumhydroxid reagiert dann also zu Natriumcarbonat. Eine weitere wichtige Reaktion von Natriumhydroxid ist die vollständige Dissoziation in Wasser, wobei die Ionen $Na^+$ und $OH^-$ entstehen.

  • Erkläre die Gasentwicklung bei folgendem Versuch.

    Tipps

    Überlege dir, welche Elemente in deinen Ausgangsstoffen enthalten sind und was demzufolge bei der Reaktion entstehen kann.

    Bei der Reaktion wird Aluminium oxidiert. Überlege dir, was bei der Reaktion reduziert werden könnte.

    Lösung

    Metalle reagieren in der Regel nicht mit Natriumhydroxid. Bei Aluminium ist das anders. Die Hydroxid-Ionen in der Lösung komplexieren das Aluminium, wodurch sich ein komplexes Anion, ein Aluminat, bildet. Neben der Bildung des komplexen Salzes entsteht außerdem noch Wasserstoff. Den gasförmigen Wasserstoff kannst du anhand der aufsteigenden Bläschen sehen.

    $2~NaOH + 2~Al + 6~H_2O \rightarrow 2~Na[Al(OH)_4] + 3~H_2$

    Die Reaktionsgleichung zeigt, dass es wirklich nur Wasserstoff sein kann. Metalle haben viel zu hohe Siedepunkte, als dass diese bei so einer Reaktion entstehen könnten. Kohlenstoffdioxid kann auch nicht entstehen, da gar kein Kohlenstoff bei den Edukten enthalten ist und laut Massenerhaltungssatz nichts Neues dazukommen kann. Auch Sauerstoff kann nicht entstehen. Da das Aluminium bei dieser Reaktion nämlich oxidiert wird, muss ein anderes Element reduziert werden. Sauerstoff hat auf Eduktseite allerdings schon seine kleinste Oxidationszahl und kann damit auch nicht weiter reduziert werden.

  • Erkläre die Beobachtung zu folgendem Versuch.

    Tipps

    Was befindet sich in der Atemluft?

    Ein Gas der Atemluft reagiert mit Calciumhydroxid ähnlich wie mit Natronlauge.

    Lösung

    Die dargestellte Reaktion dient auch zum Nachweis von Kohlenstoffdioxid. Dazu wird in eine Lösung aus Calciumhydroxid einfach $CO_2$ geleitet. Genau wie Natronlauge mit Kohlenstoffdioxid Natriumcarbonat bildet, bildet auch Calciumhydroxid mit Kohlenstoffdioxid Calciumcarbonat $CaCO_3$. Dieses Salz ist schwerer löslich als Calciumhydroxid, so dass sich eine Trübung der Lösung wahrnehmen lässt.

  • Entscheide, welche Chemikalien ätzend sind.

    Tipps

    Überlege dir, bei welchen Chemikalien du dich schützen solltest.

    Lösung

    Es gibt im Labor eine Reihe von Chemikalien, bei denen du besonders vorsichtig sein musst. Wenn sie ätzend sind, erkennst du das an dem entsprechenden Symbol. In diesen Fällen solltest du immer eine Schutzbrille und Handschuhe tragen. Kochsalz und Zucker kennst du schon aus dem Haushalt, hier sind diese Schutzmaßnahmen nicht notwendig, da sie nicht ätzend sind. Auch Paraffin, ein Wachs, ist nicht ätzend.

  • Erkläre, warum Universalindikatorpapier mit NaOH blau wird.

    Tipps

    In welche Ionen dissoziiert Natriumhydroxid in wässriger Lösung?

    Lösung

    Das pH-Papier ist getränkt mit Indikatorlösung. Indikatoren sind Farbstoffe, die je nach Protonierung oder Deprotonierung, also je nachdem wie viele Protonen oder Hydroxid-Ionen in Lösung sind, ihre Struktur ändern und damit auch ihre Farbigkeit. Je nach Konzentration der $H^+$-Ionen in der Lösung wechselt der Farbstoff seine Farbe und zeigt damit den pH-Wert an. Ein Universalindikator zeigt dir neutrale Lösungen durch eine Grünfärbung an. Saure Lösungen, wenn also mehr Protonen als Hydroxid-Ionen in Lösung sind, werden durch eine Rotfärbung angezeigt und basische Lösungen, wenn also mehr Hydroxid-Ionen als Protonen in Lösung sind, durch eine Blaufärbung. Da Natronlauge in Wasser dissoziiert, erhöht sie die Konzentration an Hydroxid-ionen in der Lösung und somit wird das Papier blau.

    $NaOH \rightarrow Na^+ + OH^-$