2.5 Die Vielfalt der Basen und ihrer Lösungen 35 Laugen Die Blaufärbung des feuchten Lackmuspapiers bei Berührung mit festem Natriumhydroxid (B3) weist auf das Vorhandensein von Hydroxid-Ionen in der Feuchtigkeit des Papiers hin. Wie bilden sich bei dem Lösevorgang (des Salzes Natriumhydroxid in der Feuchtigkeit) aus festem Natriumhydroxid die frei beweglichen Hydroxid-Ionen, die die basische Reaktion hervorrufen? Nicht nur die Lösung von Natriumhydroxid NaOH(aq), auch z. B. die jenige von Kaliumhydroxid KOH(aq) und von Calciumhydroxid Ca(OH)2(aq) reagieren deutlich basisch (V1). In den Ionengittern all dieser salzartigen Feststoffe sind die Hydroxid-Ionen als Bausteine enthalten und werden durch Hydratation frei beweglich (LV2, B4). Hydratation NaOH(s) Na+(aq) + OH–(aq) Natriumhydroxid wässrige Natriumhydroxid-Lösung „Ätznatron“ „Natronlauge“ Hydratation KOH(s) K+(aq) + OH–(aq) Kaliumhydroxid wässrige Kaliumhydroxid-Lösung „Ätzkali“ „Kalilauge“ Hydratation Ca(OH)2(s) Ca 2+(aq) + 2OH–(aq) Calciumhydroxid wässrige Calciumhydroxid-Lösung „Löschkalk“ „Kalkwasser“ Wässrige alkalische Lösungen werden auch als Laugen (Natronlauge, Kalilauge) bezeichnet. Sie fühlen sich seifig („schmierig“) an und haben im Gegensatz zu sauren Lösungen einen seifigen Geschmack. Zur Erinnerung: Geschmacksproben sind im Chemieunterricht nicht erlaubt, Verätzungsgefahr! Man nutzt Laugen zum Waschen bzw. Reinigen. Kalkwasser Eine Suspension von Calciumhydroxid in Wasser wird wegen ihres Aussehens „Kalkmilch“ genannt (V3) und dient unter anderem als Anstrichfarbe für Wände. Calciumhydroxid ist zwar im Gegensatz zu Natriumhydroxid schwerlöslich, es löst sich aber noch so viel, dass die Flüssigkeit basisch reagiert. Filtriert man die „Kalkmilch“, erhält man eine ebenfalls basisch reagierende klare Lösung, das Kalkwasser (V3). Sowohl in der Kalkmilch als auch im Kalkwasser liegt eine Lauge vor. In V4 versetzt man Calciumoxid CaO(s) mit Wasser und erhält wieder eine basisch reagierende Lösung: Unter Wärmeentwicklung entsteht eine Calciumhydroxid-Suspension, die Kalkmilch. Dabei haben Oxid-Ionen aus dem Calciumoxid (vgl. Ammoniak in 2.4) mit Wasser-Molekülen unter Bildung von Hydroxid-Ionen reagiert, die die basische Reaktion verursachen: Hydratation: CaO(s) Ca2+(aq) + O2–(aq) Protolyse: O2–(aq) + H2O(l) 2OH –(aq) Die Reaktionsgleichung für die Bildung des gelösten Calciumhydroxid aus Calciumoxid lautet somit: CaO(s) + H2O(l) Ca(OH)2(aq). Die Oxide der Alkaliund Erdalkalimetalle und anderer Metalle reagieren mit Wasser unter Bildung alkalischer Lösungen (Laugen). B4 Das Lösen von Natriumhydroxid in Wasser im Modell B5 Laugengebäck Schlüsselbegriffe Hydratation, Lauge (alkalische Lösung) NatriumhydroxidGitter Wasser-Moleküle hydratisierte Ionen in der Natronlauge – + OH– Na+ N u r zu P rü fz w e c k e n E ig e n tu m d e C .C . B u c h n e r V e rl a g s