Natronlauge

Natronlauge – Definition

Natronlauge ist eine wässrige Lösung der Base Natriumhydroxid $\left( \ce{NaOH} \right)$.

Natronlauge dient als Labor- und Industriechemikalie, die vielerorts zum Einsatz kommt. Sie wird zum Beispiel bei der Herstellung von Waschmitteln, synthetischen Textilfasern, Farbstoffen und auch beim Backen von Laugenbrezeln benötigt.
In diesem Text sehen wir uns an, wie Natronlauge zusammengesetzt ist und wie die Lauge hergestellt wird.

Natriumhydroxid $\left( \ce{NaOH} \right)$ ist ein weißer, meist grobkörnig pulverförmiger Feststoff. Natronlauge ist die Bezeichnung für eine Lösung von Natriumhydroxid in Wasser. Da Natriumhydroxid eine Base nach Arrhenius ist, handelt es sich bei Natronlauge um eine alkalische Lösung. Diese ist auch bei relativ geringen Konzentrationen stark ätzend und damit sehr gefährlich.

In wässriger Lösung dissoziiert Natriumhydroxid in ein einfach positiv geladenes Natriumion $\left( \ce{Na^+} \right)$ und ein einfach negativ geladenes Hydroxidion $\left( \ce{OH^-} \right)$:

$\ce{NaOH <=>[\ce{H2O}] Na^+ + OH^-}$

Wird Natronlauge mit einem Universalindikator getestet, verfärbt sich dieser dunkelblau. Das bedeutet, dass es sich bei Natronlauge um eine alkalische bzw. basische Lösung handelt – eben um eine Lauge. Das gelöste Natriumhydroxid ist eine starke Base.

Natronlauge – Steckbrief

Im folgenden Steckbrief zur Natronlauge findest du die wichtigsten Informationen zu dieser chemischen Verbindung zusammengefasst.

Als Reinstoff ist Natriumhydroxid ein weißer, meist als grobkörniges Pulver vorliegender Feststoff (unter Normalbedingungen).
Die stark ätzende Wirkung entfaltet sich erst in Lösung, wenn der stoff dissoziiert. Allerdings ist dafür beispielsweise schon die Feuchtigkeit der Haut ausreichend, weshalb beim Umgang mit Natriumhydroxid unbedingt Schutzkleidung wie Schutzhandschuhe und Schutzbrille getragen werden muss.

Natronlauge – Eigenschaften

Sehen wir uns einige der wichtigsten Eigenschaften der Natronlauge genauer an:

• Die Tatsache, dass Natronlauge eine wässrige Lösung von Natriumhydroxid ist, wird durch das Kürzel (aq) verdeutlicht: $\ce{NaOH}{}_\text{(aq)}$
  (aq ist von aqua abgeleitet, dem lateinischen Wort für Wasser).
• Die molare Masse von Natriumhydroxid $\left( \ce{NaOH} \right)$ ergibt sich aus der Addition der Atommassen von Natrium $\left( \ce{Na} \right)$, Sauerstoff $\left( \ce{O} \right)$ und Wasserstoff $\left( \ce{H} \right)$ mit der Einheit Gramm pro Mol:
  $M \left( \ce{NaOH} \right) = M \left( \ce{Na} \right) + M \left( \ce{O} \right) + \left( \ce{H} \right)$
  $M \left( \ce{NaOH} \right) = \pu{(22,99 + 16,00 + 1,008) g//mol} = \pu{40,00 g//mol}$
• Natronlauge wirkt stark ätzend, da Natriumhydroxid in Wasser vollständig dissoziiert, also in Natriumionen $\left( \ce{Na^+} \right)$ und Hydroxidionen $\left( \ce{OH^-} \right)$ zerfällt:
  $\ce{NaOH <=>[\ce{H2O}] Na^+ + OH^-}$
  Die Ionen sind sehr reaktiv und können viele andere Stoffe angreifen, auch Gewebe und Zellen. Das macht die basische/alkalische Wirkung der Natronlauge aus.
• Natriumhydroxid ist sehr gut in Wasser löslich. Wenn Natronlauge länger an der Luft steht, kann sich aber durch Reaktion mit Kohlenstoffdioxid $\left( \ce{CO2} \right)$ das Salz Natriumcarbonat $\left( \ce{Na2CO3} \right)$ bilden, das weniger gut löslich ist und als weißer Niederschlag ausfallen kann. Natriumcarbonat wird auch Soda genannt.
  $\ce{2 NaOH{}_\text{(aq)} + CO2 -> Na2CO3 + H2O}$

Natronlauge – Reaktionen

In der folgenden Tabelle findest du einige Beispiele für Reaktionen mit Natronlauge bzw. Natriumhydroxid.

Natronlauge herstellen

Für die Herstellung von Natronlauge benötigt man die Chemikalie Natriumhydroxid $\left( \ce{NaOH} \right)$, eine weiße, feste, chemische Verbindung, die umgangssprachlich auch als Ätznatron bezeichnet wird. Gibt man Ätznatron in destilliertes Wasser, setzt ein Lösungsprozess ein. Dabei wird Energie in Form von Wärme frei. Nach einer gewissen Zeit erhält man eine klare Lösung – die Natronlauge (oder auch Natriumhydroxid-Lösung).

Die chemische Reaktion der Herstellung von Natronlauge aus Ätznatron lautet:

$\ce{NaOH + H2O -> \underbrace{\ce{Na^+ + OH^- + H2O}}_{\ce{NaOH}{}_\text{(aq)}}}$

Ätznatron, also reines Natriumhydroxid, kann aus Soda hergestellt werden, das in Form eines Minerals $\left( \ce{Na2[CO3].10H2O} \right)$ in der Erdkruste vorkommt. Außerdem kann Natronlauge durch Elektrolyse aus Kochsalz $\left( \ce{NaCl} \right)$ in wässriger Lösung hergestellt werden:

$\ce{2 NaCl + 2 H2O -> Cl2 + H2 + 2 NaOH{}_\text{(aq)}}$

Dabei entstehen die Gase Chlor $\left( \ce{Cl2} \right)$ und Wasserstoff $\left( \ce{H2} \right)$.

Wässrige Natronlauge kann durch Verdampfen des Wassers (Eindampfen) zu festem Natriumhydroxid in kristalliner Form umgewandelt werden:

$\ce{NaOH{}_\text{(aq)} -> NaOH}$

Natriumhydroxid kann leichter transportiert werden und wird bei Bedarf wieder in Wasser gelöst und zu Natronlauge in gewünschter Konzentration verdünnt.

Natronlauge – Verwendung

Als wichtige Industriechemikalien finden sowohl reines Natriumhydroxid als auch Natronlauge eine sehr breite Anwendung in der chemischen Industrie und auch im Labor.
Natronlauge wird im Labor beispielsweise für die Neutralisation von Säuren verwendet. Die Lauge stellt eine unabdingbare Grundlage für die qualitative und quantitative chemische Analyse dar. Zudem wird Natronlauge zur Synthese einiger organischer Verbindungen benötigt.

Folgende Anwendungsmöglichkeiten sind von besonders großer Bedeutung:

• Als stark ätzende Chemikalie kann Natronlauge als Reinigungsmittel zur Beseitigung schwerlöslicher Verschmutzungen eingesetzt werden, beispielsweise als Rohrreiniger.
• Die ätzende Wirkung von Natronlauge kann auch bei der Bearbeitung von Werkstoffen wie Holz, Gummi oder Baumwolle genutzt werden.
• Mit Fotolack beschichtete Leiterplatten können durch Natronlauge entwickelt werden.
• In der Lebensmittelindustrie kommt Natronlauge beispielsweise bei der Herstellung von Laugengebäck wie Brezeln zum Einsatz.
• Natronlauge wird zur Herstellung von Seifen, der sogenannten Verseifung, benötigt.
• Auch zur Gewinnung von Metallen aus Erzen wird Natronlauge verwendet, zum Beispiel bei der Gewinnung von Aluminium aus Bauxit, einem Aluminiumerz.
• Bei der Synthese verschiedener Chemikalien wird Natronlauge beispielsweise zur Herstellung der organischen Ameisensäure $\left( \ce{HCOOH} \right)$ sowie zur Herstellung der anorganischen Salze Natriumphosphat $\left( \ce{Na3PO4} \right)$ und Natriumsulfid $\left( \ce{Na2S} \right)$ benötigt.
• Die Neutralisation von Säuren durch die alkalische Natronlauge spielt bei vielen chemischen Prozessen eine wichtige Rolle.

Natronlauge entsorgen und aufbewahren

Als stark alkalische Lösung darf konzentrierte Natronlauge nicht einfach im Abfluss entsorgt werden. Die Lauge muss zuerst durch eine Säure neutralisiert werden, bevor das Gemisch entsorgt werden kann.

Natronlauge sollte stets luftdicht verschlossen aufbewahrt werden – einerseits natürlich, weil die Lösung stark ätzend und gefährlich ist, andererseits aber auch, weil sie mit Kohlenstoffdioxid $\left( \ce{CO2} \right)$ in der Luft reagieren kann.
Natronlauge kann in hoher Konzentration sogar Glas angreifen! Deshalb wird die Lauge üblicherweise in Gefäßen aus Kunststoff (z. B. Polyethylen) aufbewahrt. Aus dem gleichen Grund sollte reines Natriumhydroxid möglichst wasserfrei und ebenfalls nur in Kunststoffbehältern aufbewahrt werden.

Häufig gestellte Fragen zum Thema Natronlauge