Natrijev karbonatje bijeli prah ili čestica bez mirisa pod normalnom temperaturom. Ima sposobnost upijanja vode i postupno upija 1mol/l vode (oko =15 posto) u izloženom zraku. Njegovi hidrati uključuju Na2CO3 · H2O, Na2CO3 · 7H2O i Na2CO3 · 10h2o. Natrijev karbonat je lako topiv u vodi i glicerolu. Na 20 stupnjeva, 20 g natrijevog karbonata može se otopiti u svakih 100 g vode, a maksimalna topljivost je na 35,4 stupnja. U 100 g vode može se otopiti 49,7 g natrijevog karbonata, koji je slabo topljiv u apsolutnom etanolu, ali teško topiv u propanolu.
Njegova kemijska svojstva su sljedeća:
Vodena otopina natrijevog karbonata je alkalna i korozivna do određene mjere. Može reagirati s kiselinom i nekim solima kalcija i barija. Otopina je alkalna i može obojati fenolftalein u crveno.
(1) Stabilnost - jaka stabilnost, ali također se može razgraditi pod visokom temperaturom u natrijev oksid i ugljični dioksid:
Dugotrajna izloženost zraku može apsorbirati vlagu i ugljični dioksid u zraku, stvoriti natrijev bikarbonat i formirati tvrde blokove:
Kristalni hidrat natrijevog karbonata (Na2CO3 · 10h2o) lako se raspada na suhom zraku:
(2) Termodinamička funkcija - termodinamička funkcija na (298.15K, 100k):
Status: čvrsto stanje
Standardna molarna entalpija stvaranja: -1130,8 kJ · mol-1
Standardna molarna Gibbsova slobodna energija stvaranja: -1048,1 kJ · mol-1
Standardna entropija: 138,8 J · mol-1 · K-1
(3) Reakcija hidrolize - kako se natrijev karbonat hidrolizira u vodenoj otopini, ionizirani karbonatni ioni se kombiniraju s vodikovim ionima u vodi da bi se formirali bikarbonatni ioni, što rezultira redukcijom vodikovih iona u otopini i preostalih ioniziranih hidroksidnih iona, tako da pH otopine je alkalan.
Budući da se karbonat može spojiti s protonima (tj. vodikovim ionima) u vodi i formirati bikarbonat i ugljičnu kiselinu, a može se spojiti s protonima u kiselini i osloboditi ugljikov dioksid. Stoga natrijev karbonat pripada Bronstedovoj bazi u kiselinsko-baznoj protonskoj teoriji.
(4) Reakcija s kiselinom - Uzmimo klorovodičnu kiselinu kao primjer. Kada je klorovodične kiseline dovoljno, nastaju natrijev klorid i ugljična kiselina, a nestabilna ugljična kiselina odmah se razgrađuje na ugljični dioksid i vodu. Ova reakcija se može koristiti za pripremu ugljičnog dioksida:
Opća kemijska jednadžba je:
Kada je solne kiseline malo, događaju se sljedeće reakcije:
Natrijev karbonat može slično reagirati s drugim vrstama kiselina.
(5) Reakcija s alkalijama - natrijev karbonat može proći kroz dvostruku reakciju razgradnje s alkalijama kao što su kalcijev hidroksid i barijev hidroksid da bi se stvorila taloženje i natrijev hidroksid. Ova reakcija se obično koristi u industriji za pripremu kaustične sode (obično poznata kao kaustizacija):
(6) Reakcija sa soli
Natrijev karbonat može proći kroz dvostruku reakciju razgradnje s kalcijevom soli i barijevom soli kako bi se formirala taloženje i nova natrijeva sol:
Kako se natrijev karbonat hidrolizira u vodi kako bi se proizveli natrijev hidroksid i ugljična kiselina, njegova reakcija s nekim solima potaknut će kemijsku ravnotežu da se pomakne u pozitivnom smjeru kako bi se stvorila odgovarajuća lužina i ugljikov dioksid:
Ukratko, ima mnoga kemijska svojstva, što također određuje širok raspon njegove upotrebe. Natrijev karbonat jedna je od važnih kemijskih sirovina. Široko se koristi u lakoj industriji, svakodnevnoj kemijskoj industriji, građevinskim materijalima, kemijskoj industriji, prehrambenoj industriji, metalurgiji, tekstilu, nafti, nacionalnoj obrani, medicini i drugim područjima. Također se koristi kao sirovina, sredstvo za čišćenje i deterdžent za proizvodnju drugih kemikalija, kao i za fotografije i analize. Slijede metalurgija, tekstilna, naftna, obrambena, medicinska i druge industrije. Industrija stakla je najveći potrošač sode, s 0,2T sode potrošene po toni stakla. Uglavnom se koristi za float staklo, staklenu školjku kineskopa, optičko staklo, itd. Među industrijskom sodom, laka industrija, industrija građevinskih materijala i kemijska industrija čine oko 2/3, a slijede metalurgija, tekstil, nafta, nacionalna obrana, medicina i drugim industrijama. Koristi se u kemijskoj industriji, metalurgiji, itd. Upotreba teške sode može smanjiti letenje alkalne prašine, smanjiti potrošnju sirovina, poboljšati radne uvjete, poboljšati kvalitetu proizvoda, smanjiti eroziju alkalija praha na vatrostalnom materijalu, te produžiti vijek trajanja peći. Kao pufer, neutralizator i poboljšivač tijesta, može se koristiti u kolačima i hrani od brašna, a može se koristiti u odgovarajućoj količini prema potrebama proizvodnje.
Razvoj natrijevog karbonata također je vrlo velik, uglavnom se odnosi na razvoj metode proizvodnje sode iz prirodnih lužina: ① već 1849., pioniri su pronašli natrijev bikarbonat u rijeci slatkoj vodi u Wyomingu, SAD, i koristili ga za pranje i ljekarnu . Godine 1905. izvedena je prva probna proizvodnja natrijevog pepela korištenjem prirodne sode iz jezera Sears u Kaliforniji. Godine 1938., kada je američka tvrtka za opskrbu gorivom Intermountain istraživala naftu i plin u slivu Green Rivera, Wyoming, otkrila je najveće prirodno nalazište lužine na svijetu bogato natrijevim karbonatom. Godine 1976. soda proizvedena prirodnom alkalijom u Sjedinjenim Državama činila je 70 posto ukupne proizvodnje, a 1982. godine činila je 94 posto ukupne proizvodnje, s godišnjim proizvodnim kapacitetom od 9,5 mt. ② Od 1960-ih, Sovjetski Savez je prerađivao glinicu nefelinom (prirodni alkalni kamen koji sadrži natrij, kalij, aluminij i silicijeve okside) i istovremeno proizvodio sodu, potašu i cement, ostvarujući industrijalizaciju, tako da se sirovine nefelina mogu sveobuhvatno iskoristiti bez ispuštanje otpada. Do 1975. godine osnovano je pet tvornica za preradu nefelina.