Natriumhydroxid

Natriumhydroxid ist ein weißer, stark hygroskopischer („wasserziehender“) Feststoff und eine der wichtigsten Grundchemikalien weltweit. Es ist auch unter den Trivialnamen Ätznatron oder kaustisches Soda bekannt. Seine chemische Formel lautet NaOH, die molare Masse beträgt 40 g/mol.

Inhalt

Herstellung

Großtechnisch wird Natriumhydroxid durch die sogenannte Chlor-Alkali-Elektrolyse hergestellt. Bei diesem Verfahren wird eine wässrige Lösung von Natriumchlorid elektrolysiert und es entstehen Natronlauge, Wasserstoff und Chlor. Natronlauge wird in weiteren Schritten gereinigt und zu wasserfreiem, festem Natriumhydroxid aufkonzentriert.
Weiterhin kann Natriumhydroxid durch Reaktion von Natriumcarbonat mit Calciumhydroxid hergestellt werden. Dabei entsteht Calciumcarbonat, das aufgrund seiner geringen Löslichkeit in Wasser als Bodensatz ausfällt, und Natriumhydroxid, das in Wasser gut löslich ist. Calciumcarbonat wird abfiltriert wird und die Natriumhydroxidlösung wird eingedampft. Dieses Verfahren wird heutzutage hauptsächlich in der laborchemischen Arbeit verwendet.
Schließlich entsteht Natriumhydroxid durch direkte Reaktion von Natrium mit Wasser. Dabei handelt es sich um seine sehr heftige, stark exotherme Reaktion, die vor allem zu Demonstrationszwecken für die Reaktivität der Alkalimetalle verwendet wird.

Eigenschaften

Natriumhydroxid ist ein weißer, stark hygroskopischer (=wasserziehender) Feststoff, der im Unterschied zur Natronlauge fest vorliegt. Es wird normalerweise in luftdicht verschlossenen Kunststoffverpackungen gemeinsam mit einem Trockenmittel aufbewahrt wird. Dies soll erstens die Bildung von Natriumhydrogencarbonat durch Reaktion mit dem in der Luft vorhandenen Kohlenstoffdioxid und zweitens die Reaktion mit dem in der Luft vorhandenen Wasser verhindern.
In Wasser löst sich Natriumhydroxid unter starker Wärmeentwicklung. Die dabei entstehende Natriumhydroxidlösung (=Natronlauge) ist stark alkalisch und liegt vollständig dissoziiert in Natrium- und Hydroxidionen vor. Die Basenkonstante (sogenannter pKB-Wert) beträgt 1, geläufiger ist es allerdings den sogenannten pKS- bzw. pH-Wert zu verwenden, der bei einer reinen Natriumhydroxidlösung 14 beträgt. Durch Zugabe von Säure, beispielsweise Salzsäure, lässt sich Natronlauge neutralisieren. Für die Umsetzung mit Salzsäure lautet die Reaktionsgleichung Na+ + Cl- -> NaCl – es entsteht eine wässrige Kochsalzlösung. Natriumhydroxidlösungen werden allgemein in der Laborarbeit gerne für Titrationen zur Einstellung eines bestimmten pH-Wertes verwendet. Dabei ist bei der Herstellung von Natronlauge-Lösungen bestimmter Konzentrationen zu beachten, dass verdünnte Lösungen eine geringere Dichte haben als höher konzentrierte.



Allgemeines
Name	Natriumhydroxid
Andere Namen	Ätznatron Ätzsoda kaustische(s) Soda Natriumoxydhydrat Natronhydrat Natronlauge (wässrige Lösung) Seifenstein Lebensmittelzusatzstoff E 524
Summenformel	NaOH
CAS-Nummer	1310-73-2 12179-02-1 (Monohydrat) 23340-32-1 (Tetrahydrat)
Kurzbeschreibung	weißer, geruchsloser Feststoff
Eigenschaften
Molare Masse	39,997 g·mol⁻¹
Aggregatzustand	fest
Dichte	2,13 g·cm⁻³ 1,77 g·cm⁻³ (Schmelze bei 350 °C)
Schmelzpunkt	323 °C
Siedepunkt	1390 °C
Löslichkeit	gut löslich in Wasser: (1090 g·l⁻¹ bei 20 °C) löslich in Wasser und Methanol (Monohydrat)

Verwendung

Festes Natriumhydroxid kommt in Form von Plätzchen oder Perlen in Abflussreinigern vor.
Weiterhin wird festes Natriumhydroxid gemeinsam mit Calciumhydroxid in Narkose- und Tauchgeräten eingesetzt, um das in der ausgeatmeten Atemluft vorhandene Kohlenstoffdioxid zu binden durch Umsetzung zum entsprechenden Hydrogencarbonat.
Der größte Teil des Natriumhydroxids wird allerdings in wässriger Lösung als Natronlauge in sehr vielen, unterschiedlichen Bereichen der Industrie eingesetzt.
In der chemischen Industrie dient es zur Herstellung weiterer Grundchemikalien, beispielsweise von Natriumphosphat, Natriumhypochlorit oder Ameisensäure, oder für die Herstellung von bestimmten Arzneimitteln in der Pharmaindustrie.
In vielen großtechnischen Prozessen, die in ihren Verfahren Säuren verwenden, wird Natronlauge zu deren anschließenden Neutralisation eingesetzt.
Viele Gebrauchsgüter benötigen in einem oder mehreren Herstellungsschritten ebenfalls Natronlauge. So wird es bei der Aluminiumherstellung eingesetzt, in der Papierherstellung oder bei der Veredelung von Baumwolle.
Ein anderer Bereich ist seine Verwendung als Reinigungsmittel, beispielsweise für die Reinigung von Edelstahltanks, die in großtechnischen Prozessen eingesetzt werden oder für die Spülung von Glasflaschen, Melkanlagen oder Milchtanks in der Lebensmittelindustrie.
Hier wird Natriumhydroxid auch als sogenannter Säureregulator eingesetzt und ist als Lebensmittelzusatzstoff unter der E-Nummer 524 deklariert und wird für die Herstellung von Laugengebäck verwendet. Schließlich wird es für die Herstellung von festen Seifen (Kernseife) sowohl im Hobby- als auch industriellen Bereich eingesetzt.

Sicherheitshinweise und Risiken

Natriumhydroxid ist stark ätzend und gegenüber Metallen wirkt es korrosiv. Es kann schwere Verätzungen der Haut und der Augen verursachen. Bei der Arbeit mit Natriumhydroxid sind Schutzhandschuhe zu benutzen sowie eine Schutzbrille zu tragen. Sind die Augen oder Hautstellen mit Natriumhydroxid in Kontakt gekommen, so müssen dieses sofort mit viel Wasser ausgespült werden. Falls Natriumhydroxid verschluckt wurde, darf keinesfalls ein Erbrechen herbeigeführt werden, da dadurch die Speiseröhre ein zweites Mal verätzt wird. In diesem Fall ist der Mund auszuspülen und in allen Fällen direkt der Arzt zu verständigen.
Hinweise zum sicheren Umgang sind den im Sicherheitsdatenblatt oder auf der Verpackung aufgedruckten H- und P-Sätzen (bzw. R- und S-Sätzen) zu entnehmen.
Die Entsorgung von Natriumhydroxid erfolgt als Sonderabfall. Kleine Mengen können in Wasser gelöst und die entstandene Natronlauge durch Zugabe von Säure, z.B. Salzsäure, neutralisiert und über die Kanalisation entsorgt werden.