Ανθρακικό νάτριοείναι μια λευκή άοσμη σκόνη ή σωματίδιο υπό κανονική θερμοκρασία. Έχει απορρόφηση νερού και απορροφά σταδιακά 1mol/l νερού (περίπου =15 τοις εκατό ) στον εκτεθειμένο αέρα. Οι ένυδρες ενώσεις του περιλαμβάνουν Na2CO3 · H2O, Na2CO3 · 7H2O και Na2CO3 · 10h2o. Το ανθρακικό νάτριο είναι εύκολα διαλυτό στο νερό και τη γλυκερίνη. Στους 20 βαθμούς, 20 g ανθρακικού νατρίου μπορούν να διαλυθούν σε κάθε 100 g νερού και η μέγιστη διαλυτότητα είναι στους 35,4 βαθμούς. 49,7 g ανθρακικού νατρίου μπορούν να διαλυθούν σε 100 g νερού, το οποίο είναι ελαφρώς διαλυτό σε απόλυτη αιθανόλη αλλά δύσκολα διαλυτό στην προπανόλη.
Οι χημικές του ιδιότητες είναι οι εξής:
Το υδατικό διάλυμα ανθρακικού νατρίου είναι αλκαλικό και διαβρωτικό σε κάποιο βαθμό. Μπορεί να αντιδράσει με οξύ και μερικά άλατα ασβεστίου και βαρίου. Το διάλυμα είναι αλκαλικό και μπορεί να γίνει κόκκινο της φαινολοφθαλεΐνης.
(1) Σταθερότητα - ισχυρή σταθερότητα, αλλά μπορεί επίσης να αποσυντεθεί σε υψηλή θερμοκρασία για να σχηματίσει οξείδιο του νατρίου και διοξείδιο του άνθρακα:
Η μακροχρόνια έκθεση στον αέρα μπορεί να απορροφήσει την υγρασία και το διοξείδιο του άνθρακα στον αέρα, να δημιουργήσει διττανθρακικό νάτριο και να σχηματίσει σκληρά μπλοκ:
Το κρυσταλλικό ένυδρο ανθρακικό νάτριο (Na2CO3 · 10h2o) διαβρώνεται εύκολα σε ξηρό αέρα:
(2) Θερμοδυναμική συνάρτηση - θερμοδυναμική συνάρτηση σε (298,15K, 100k):
Κατάσταση: στερεά κατάσταση
Ενθαλπία τυπικού μοριακού σχηματισμού: -1130,8 kJ · mol-1
Τυπική μοριακή ελεύθερη ενέργεια σχηματισμού Gibbs: -1048.1 kJ · mol-1
Τυπική εντροπία: 138,8 J · mol-1 · K-1
(3) Αντίδραση υδρόλυσης - καθώς το ανθρακικό νάτριο υδρολύεται σε υδατικό διάλυμα, τα ιονισμένα ανθρακικά ιόντα συνδυάζονται με ιόντα υδρογόνου στο νερό για να σχηματίσουν διττανθρακικά ιόντα, με αποτέλεσμα τη μείωση των ιόντων υδρογόνου στο διάλυμα και των υπολοίπων ιονισμένων ιόντων υδροξειδίου. Το pH του διαλύματος είναι αλκαλικό.
Επειδή το ανθρακικό μπορεί να συνδυαστεί με πρωτόνια (δηλαδή ιόντα υδρογόνου) στο νερό για να σχηματίσει διττανθρακικό και ανθρακικό οξύ, και μπορεί να συνδυαστεί με πρωτόνια σε οξύ για να απελευθερώσει διοξείδιο του άνθρακα. Επομένως, το ανθρακικό νάτριο ανήκει στη βάση Bronsted στη θεωρία πρωτονίων οξέος-βάσης.
(4) Αντίδραση με οξύ - Πάρτε για παράδειγμα το υδροχλωρικό οξύ. Όταν το υδροχλωρικό οξύ είναι αρκετό, δημιουργείται χλωριούχο νάτριο και ανθρακικό οξύ και το ασταθές ανθρακικό οξύ αποσυντίθεται αμέσως σε διοξείδιο του άνθρακα και νερό. Αυτή η αντίδραση μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παρασκευή διοξειδίου του άνθρακα:
Η γενική χημική εξίσωση είναι:
Όταν το υδροχλωρικό οξύ είναι μικρό, συμβαίνουν οι ακόλουθες αντιδράσεις:
Το ανθρακικό νάτριο μπορεί να αντιδράσει παρόμοια με άλλα είδη οξέων.
(5) Η αντίδραση με αλκάλιο - ανθρακικό νάτριο μπορεί να υποστεί διπλή αντίδραση αποσύνθεσης με αλκάλια όπως υδροξείδιο του ασβεστίου και υδροξείδιο του βαρίου για να δημιουργήσει καθίζηση και υδροξείδιο του νατρίου. Αυτή η αντίδραση χρησιμοποιείται συνήθως στη βιομηχανία για την παρασκευή καυστικής σόδας (κοινώς γνωστή ως καυστικοποίηση):
(6) Αντίδραση με αλάτι
Το ανθρακικό νάτριο μπορεί να υποβληθεί σε διπλή αντίδραση αποσύνθεσης με άλας ασβεστίου και άλας βαρίου για να σχηματίσει καθίζηση και νέο άλας νατρίου:
Καθώς το ανθρακικό νάτριο υδρολύεται στο νερό για να δημιουργήσει υδροξείδιο του νατρίου και ανθρακικό οξύ, η αντίδρασή του με ορισμένα άλατα θα ωθήσει το χημικό ισοζύγιο να κινηθεί προς θετική κατεύθυνση για να δημιουργήσει αντίστοιχα αλκάλια και διοξείδιο του άνθρακα:
Συνοψίζοντας, έχει πολλές χημικές ιδιότητες, γεγονός που καθορίζει και το ευρύ φάσμα των χρήσεών του. Το ανθρακικό νάτριο είναι μια από τις σημαντικές χημικές πρώτες ύλες. Χρησιμοποιείται ευρέως στην ελαφριά βιομηχανία, την καθημερινή χημική βιομηχανία, τα οικοδομικά υλικά, τη χημική βιομηχανία, τη βιομηχανία τροφίμων, τη μεταλλουργία, την κλωστοϋφαντουργία, το πετρέλαιο, την εθνική άμυνα, την ιατρική και άλλους τομείς. Χρησιμοποιείται επίσης ως πρώτη ύλη, καθαριστικό και απορρυπαντικό για την παρασκευή άλλων χημικών ουσιών, καθώς και για φωτογραφία και ανάλυση. Ακολουθούν η μεταλλουργία, η κλωστοϋφαντουργία, το πετρέλαιο, η εθνική άμυνα, η ιατρική και άλλες βιομηχανίες. Η βιομηχανία γυαλιού είναι ο μεγαλύτερος καταναλωτής ανθρακικού νατρίου, με 0.2 τόνους ανθρακικού νατρίου που καταναλώνονται ανά τόνο γυαλιού. Χρησιμοποιείται κυρίως για γυαλί επίπλευσης, κέλυφος γυαλιού κινεσκόπιου, οπτικό γυαλί κ.λπ. Μεταξύ της βιομηχανικής ανθρακικής σόδας, της ελαφριάς βιομηχανίας, της βιομηχανίας οικοδομικών υλικών και της χημικής βιομηχανίας αντιπροσωπεύουν περίπου τα 2/3, ακολουθούμενη από τη μεταλλουργία, την κλωστοϋφαντουργία, το πετρέλαιο, την εθνική άμυνα, την ιατρική και άλλες βιομηχανίες.. Χρησιμοποιείται στη χημική βιομηχανία, τη μεταλλουργία κ.λπ. Η χρήση βαριάς ανθρακικής σόδας μπορεί να μειώσει το πέταγμα της αλκαλικής σκόνης, να μειώσει την κατανάλωση πρώτων υλών, να βελτιώσει τις συνθήκες εργασίας, να βελτιώσει την ποιότητα του προϊόντος, να μειώσει τη διάβρωση των αλκαλίων σκόνη σε πυρίμαχα υλικά και παρατείνουν τη διάρκεια ζωής των κλιβάνων. Ως ρυθμιστικό, εξουδετερωτικό και βελτιωτικό ζύμης, μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε κέικ και αλεύρι και μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε κατάλληλη ποσότητα ανάλογα με τις ανάγκες παραγωγής.
Η ανάπτυξη του ανθρακικού νατρίου είναι επίσης πολύ μεγάλη, κυρίως αναφέρεται στην ανάπτυξη της μεθόδου παρασκευής σόδας από φυσικά αλκάλια: ① ήδη από το 1849, οι πρωτοπόροι βρήκαν διττανθρακικό νάτριο στον ποταμό γλυκό νερό στο Wyoming, ΗΠΑ, και το χρησιμοποίησαν για πλύσιμο και φαρμακείο . Το 1905, πραγματοποιήθηκε η πρώτη δοκιμαστική παραγωγή ανθρακικού νατρίου χρησιμοποιώντας τη φυσική σόδα του Lake Sears, Καλιφόρνια. Το 1938, όταν η αμερικανική εταιρεία παροχής καυσίμων Intermountain εξερεύνησε για πετρέλαιο και φυσικό αέριο στη λεκάνη του ποταμού Green, στο Ουαϊόμινγκ, ανακάλυψε το μεγαλύτερο φυσικό απόθεμα αλκαλίων στον κόσμο, πλούσιο σε ανθρακικό νάτριο. Το 1976, το ανθρακικό νάτριο που παράγεται από φυσικό αλκάλιο στις Ηνωμένες Πολιτείες αντιπροσώπευε το 70 τοις εκατό της συνολικής παραγωγής και το 1982 αντιπροσώπευε το 94 τοις εκατό της συνολικής παραγωγής, με ετήσια παραγωγική ικανότητα 9,5 εκατ. τόνους. ② Από τη δεκαετία του 1960, η Σοβιετική Ένωση επεξεργάζεται την αλουμίνα με νεφελίνη (φυσική αλκαλική πέτρα που περιέχει νάτριο, κάλιο, αλουμίνιο και οξείδια πυριτίου) και ταυτόχρονα παρήγαγε ανθρακικό νάτριο, ποτάσα και τσιμέντο, πραγματοποιώντας εκβιομηχάνιση, έτσι ώστε οι πρώτες ύλες νεφελίνης να μπορούν να χρησιμοποιηθούν πλήρως. απόρριψη απορριμμάτων. Μέχρι το 1975, είχαν δημιουργηθεί πέντε εργοστάσια επεξεργασίας νεφελίνης.