Wodorotlenek sodu lub NaOH to związek jonowy należący do klasy związków zwanych zasadami. Znany również jako ług, znajduje szerokie zastosowanie między innymi w laboratoriach chemicznych, przemyśle chemicznym i budownictwie. Wraz ze wzrostem stężenia wodorotlenku sodu w wodzie mogą wystąpić następujące cztery efekty.
Kiedy NaOH rozpuszcza się w wodzie, dysocjuje na dwa jony: dodatnio naładowany jon sodu i ujemnie naładowany jon wodorotlenkowy (OH-). Zwiększona liczba jonów wodorotlenkowych w roztworze zwiększa stężenie jonów wodorotlenowych w wodzie.
Woda może przejść reakcję zwaną autoprotolizą, w której jedna cząsteczka wody oddaje proton (a jon wodorowy) na inny, w wyniku czego powstaje jon wodorotlenkowy (OH-) i jon hydroniowy (H3O+). Ta reakcja może być również odwrócona, ponieważ jony wodorotlenkowe przyjmują atom wodoru z jonów hydroniowych, tworząc cząsteczkę wody. W czystej wodzie ta dwukierunkowa reakcja jest w równowadze, tak że stężenie jonów wodorotlenowych i hydroniowych w wodzie jest równe. Logarytm ujemny stężenia jonów wodorowych nazywamy pH; czysta woda ma pH 7. Jony wodorotlenkowe z rozpuszczonego wodorotlenku sodu zaburzają tę równowagę; ponieważ dodatkowe wodorotlenki przyjmują protony z jonów hydroniowych, zmniejszają stężenie jonów wodorowych, zwiększając w ten sposób pH. Dodanie większej ilości wodorotlenku sodu zwiększy pH wody lub uczyni ją bardziej zasadową.
Zasada, taka jak wodorotlenek sodu, może reagować z kwasem, aby ją zneutralizować. W tego typu reakcji jon wodorotlenkowy przyjmie proton z kwasu, tworząc cząsteczkę wody (H2O). Dodanie wodorotlenku sodu do roztworu kwasu może zneutralizować część kwasu w wodzie.
Bufor to roztwór, który wykazuje niewielką zmianę pH po dodaniu kwasu lub zasady. Stężony roztwór wodorotlenku sodu działa jak bufor (choć bardzo alkaliczny), ponieważ dodanie niewielkich ilości nie zmieni pH znacząco - kwas będzie reagował tylko z wodorotlenkiem sodu, który był już obecny w wodzie, a pH nie zmieni się znacząco, ponieważ pH jest skala logarytmiczna.