Laugen und Hydroxide
Alkalimetalle (Lithium, Natrium,
Kalium, Rubidium und Caesium) reagieren mehr oder minder heftig mit Wasser.
Unter einer exothern verlaufenden Reaktion der Alkalimetalle mit Wasser entsteht
Wasserstoff und die dazugehörigen Hydroxide, welche sich im Wasser
lösen und die „typische“ alkalische Lösung bilden.
Natrium reagiert mit Wasser zu einer kleine, schnell
verschwindenden Kugel, die unter einer exothernen Reaktion, den entstehenden
Wasserstoff in einer gelben Flamme verbrennt. Es entsteht ein neuer Stoff :
Natriumhydroxid . Bei diesem festen, wasserlöslichen Produkt handelt
es sich entweder um eine Verbindung aus Natrium, Sauerstoff und
Wasserstoff oder um Natriumoxid . Durch die Erhitzung des
Feststoffes , zusammen mit eisenpulverm erkennt man, das es eine
Natrium-Sauerstoff-Wasserstoff-Verbindung sein muss. Man nennt sie
Natriumhydroxid (NaOH) mit der Formel :
2 Na + 2 H O — 2
NaOH + H
Durch seine Eigenschaften, die auch die Eigenschaften aller
anderen alkalischen Lösungen sind (hygroskopisch , glitschig auf der Haut,
Strom leitend und stark ätzend) erhielt das Natriumhydroxid auch den
Beinamen Ätznatron.
Unterschiedliche Alkalimetalle haben
unterschiedliche Reaktionen zur Folge
Bei der Reaktion von Wasser und
Lithium verläuft diese deutlich langsamer als beim Natrium.
Kalium dagegen reagiert äußerst heftig mit Wasser,
entzündet sich sofort und verbrennt in der typischen hellvioletten Flammen.
Rubidium und Caesium reagieren noch eine Spurt heftiger mit
Wasser als Kalium. Die Heftigkeit innerhalb einer Elementgruppe,
„Alkalimetalle“, nimmt deutlich zu. In den exothernen Reaktionen
entstehen die entsprechenden Hydroxide , wie :
LiOH : 2 Li + 2 H
O — 2 LiOH + H
KOH : 2 K + 2 H O — 2 KOH + H
Alle Alkalische
Lösungen enthalten Hydroxidionen ( OH - Ionen)
Die
elektrische Leitfährigkeit einer wässrigen Lösung kommt nur durch
das Vorhandensein von frei beweglichen Ionen Zustande. Um dies zu prüfen,
nutzt man deren Elektrolyse. An der Anode spielt sich dann folgende
Teilreaktion ab ( Anode = Sauerstoff + Wasser / Kathode = Natrium) :
2
OH — H O + H + 2 e
Da sich Moleküle bilden ergibt sich dann
folgende Formel :
4 OH — 2 H O + O + 4 e
Erdalkalimetalle besitzen ähnliche Eigenschaften wie Alkalimetalle
( dies zeigt sich bei der Reaktion mit Wasser)
Calcium reagiert mit
Wasser zu Wasserstoff und einer Suspension. Wird diese dann noch filtriert,
erhält man einen weißen Feststoff und eine alkalische Lösung.
Dieser Feststoff ist eine Calcium-Sauerstoff-Wasserstoff-Verbindung (CAO
H ) mit der Reaktionsgleichung :
CA + 2 H O — Ca(OH) + H
Auch dieser Feststoff ist ein Hydroxid : Calciumhydroxid mit der
Formel :
CAO + H O — Ca(OH)
Die Löslichkeit des
Calciumhydroxids ist in Wasser jedoch eher gering. Die
Calciumhydroxidlösung ist auch als Kalkwasser bekannt und
kann zum Nachweis von Kohlenstoffdioxid dienen.
Wie Calcium reagiert auch
Magnesium mit Wasser, jedoch nicht so heftig, wobei das
Magnesiumhydroxid noch weniger in Wasser löslich ist als
Calciumhydroxid .
Strontium und Barium reagieren wesentlich
besser mit Wasser als Magnesium und Calcium. Die Bariumhydroxidlösung
wird auch als Barytwasser bezeichnet.
Die
Natriumhydroxidlösung nennt man auch Natronlauge
Diese
Natronlauge wird „im großen Stil“ erzeugt. Die
größte Verwendung findet sie in der Herstellung von Rohrreinigern,
Aluminium, Farben, Textilien sowie beim Backen von Laugengebäck.
Doch
wie Nytriumhydroxid , wirkt auch die konzentrierte wässerige
Lösung stark ätzend.