Natriumhydroxid oder NaOH ist eine ionische Verbindung, die zu einer Klasse von Verbindungen gehört, die als Basen bezeichnet werden. Auch als Lauge bekannt, findet es unter anderem in Chemielabors, der chemischen Industrie und im Bauwesen vielfältige Verwendung. Die folgenden vier Effekte können auftreten, wenn die Konzentration von Natriumhydroxid in Wasser zunimmt.
Wenn sich NaOH in Wasser auflöst, dissoziiert es in zwei Ionen: ein positiv geladenes Natriumion und ein negativ geladenes Hydroxidion (OH-). Die erhöhte Anzahl an Hydroxidionen in der Lösung erhöht die Konzentration an Hydroxidionen im Wasser.
Wasser kann eine Reaktion namens Autoprotolyse eingehen, bei der ein Wassermolekül ein Proton (a Wasserstoffion) zu einem anderen, was zur Bildung eines Hydroxidions (OH-) und eines Hydroniumions führt (H3O+). Diese Reaktion kann auch umgekehrt werden, da Hydroxidionen ein Wasserstoffatom von Hydroniumionen aufnehmen, um ein Wassermolekül zu bilden. In reinem Wasser ist diese Zwei-Wege-Reaktion im Gleichgewicht, so dass die Konzentration von Hydroxid- und Hydronium-Ionen im Wasser gleich ist. Der negative Logarithmus der Wasserstoffionenkonzentration wird als pH bezeichnet; reines Wasser hat einen pH-Wert von 7. Die Hydroxidionen aus gelöstem Natriumhydroxid stören dieses Gleichgewicht; da die zusätzlichen Hydroxide Protonen von Hydroniumionen aufnehmen, verringern sie die Wasserstoffionenkonzentration, wodurch der pH-Wert erhöht wird. Die Zugabe von mehr Natriumhydroxid erhöht den pH-Wert des Wassers oder macht es basischer.
Eine Base wie Natriumhydroxid kann mit einer Säure reagieren, um sie zu neutralisieren. Bei dieser Art von Reaktion nimmt das Hydroxid-Ion ein Proton aus der Säure auf, um ein Wassermolekül (H2O) zu bilden. Die Zugabe von Natriumhydroxid zu einer Säurelösung kann einen Teil der Säure im Wasser neutralisieren.
Ein Puffer ist eine Lösung, deren pH-Wert sich bei Zugabe einer Säure oder Base nur geringfügig ändert. Eine konzentrierte Natriumhydroxidlösung wirkt als Puffer (wenn auch sehr alkalisch), da die Zugabe kleiner Mengen den pH-Wert nicht verändert deutlich - die Säure reagiert nur mit dem bereits im Wasser vorhandenen Natriumhydroxid, und der pH-Wert ändert sich nicht wesentlich, da der pH-Wert a. ist Logarithmische Darstellung.