Le carbonate de sodiumest une poudre ou une particule blanche inodore à température normale. Il absorbe l'eau et absorbe progressivement 1mol/l d'eau (environ =15 pour cent) dans l'air exposé. Ses hydrates comprennent Na2CO3 · H2O, Na2CO3 · 7H2O et Na2CO3 · 10h2o. Le carbonate de sodium est facilement soluble dans l'eau et le glycérol. À 20 degrés, 20 g de carbonate de sodium peuvent être dissous dans 100 g d'eau, et la solubilité maximale est à 35,4 degrés. 49,7 g de carbonate de sodium peuvent être dissous dans 100 g d'eau, qui est légèrement soluble dans l'éthanol absolu mais difficilement soluble dans le propanol.
Ses propriétés chimiques sont les suivantes :
La solution aqueuse de carbonate de sodium est alcaline et corrosive dans une certaine mesure. Il peut réagir avec l'acide et certains sels de calcium et de baryum. La solution est alcaline et peut virer au rouge de phénolphtaléine.
(1) Stabilité - forte stabilité, mais il peut également se décomposer à haute température pour former de l'oxyde de sodium et du dioxyde de carbone :
Une exposition à long terme à l'air peut absorber l'humidité et le dioxyde de carbone dans l'air, générer du bicarbonate de sodium et former des blocs durs :
L'hydrate cristallin de carbonate de sodium (Na2CO3 · 10h2o) s'altère facilement à l'air sec :
(2) Fonction thermodynamique - fonction thermodynamique à (298,15 K, 100 k) :
Statut : état solide
Enthalpie de formation molaire standard : -1130.8 kJ · mol-1
Énergie libre de formation de Gibbs molaire standard : -1048.1 kJ · mol-1
Entropie standard : 138,8 J · mol-1 · K-1
(3) Réaction d'hydrolyse - lorsque le carbonate de sodium est hydrolysé en solution aqueuse, les ions carbonate ionisés sont combinés avec des ions hydrogène dans l'eau pour former des ions bicarbonate, entraînant la réduction des ions hydrogène dans la solution et les ions hydroxyde ionisés restants, de sorte que le Le pH de la solution est alcalin.
Parce que le carbonate peut se combiner avec des protons (c'est-à-dire des ions hydrogène) dans l'eau pour former du bicarbonate et de l'acide carbonique, et peut se combiner avec des protons dans l'acide pour libérer du dioxyde de carbone. Par conséquent, le carbonate de sodium appartient à la base de Bronsted dans la théorie des protons acide-base.
(4) Réaction avec l'acide - Prenons l'exemple de l'acide chlorhydrique. Lorsque l'acide chlorhydrique est suffisant, du chlorure de sodium et de l'acide carbonique sont générés, et l'acide carbonique instable est immédiatement décomposé en dioxyde de carbone et en eau. Cette réaction peut être utilisée pour préparer du dioxyde de carbone :
L'équation chimique générale est :
Lorsque l'acide chlorhydrique est faible, les réactions suivantes se produisent :
Le carbonate de sodium peut réagir de la même manière avec d'autres types d'acides.
(5) Réaction avec un alcali - le carbonate de sodium peut subir une double réaction de décomposition avec un alcali tel que l'hydroxyde de calcium et l'hydroxyde de baryum pour générer une précipitation et de l'hydroxyde de sodium. Cette réaction est couramment utilisée dans l'industrie pour préparer la soude caustique (communément appelée caustification) :
(6) Réaction avec le sel
Le carbonate de sodium peut subir une double réaction de décomposition avec le sel de calcium et le sel de baryum pour former une précipitation et un nouveau sel de sodium :
Comme le carbonate de sodium est hydrolysé dans l'eau pour générer de l'hydroxyde de sodium et de l'acide carbonique, sa réaction avec certains sels poussera l'équilibre chimique à se déplacer dans une direction positive pour générer l'alcali et le dioxyde de carbone correspondants :
En résumé, il possède de nombreuses propriétés chimiques, qui déterminent également la large gamme de ses utilisations. Le carbonate de sodium est l'une des matières premières chimiques importantes. Il est largement utilisé dans l'industrie légère, l'industrie chimique quotidienne, les matériaux de construction, l'industrie chimique, l'industrie alimentaire, la métallurgie, le textile, le pétrole, la défense nationale, la médecine et d'autres domaines. Il est également utilisé comme matière première, agent de nettoyage et détergent pour la fabrication d'autres produits chimiques, ainsi que pour la photographie et l'analyse. Viennent ensuite la métallurgie, le textile, le pétrole, la défense nationale, la médecine et d'autres industries. L'industrie du verre est le plus gros consommateur de carbonate de soude, avec 0,2 T de carbonate de sodium consommé par tonne de verre. Il est principalement utilisé pour le verre flotté, la coque en verre kinéscope, le verre optique, etc. Parmi le carbonate de soude industriel, l'industrie légère, l'industrie des matériaux de construction et l'industrie chimique représentent environ 2/3, suivis de la métallurgie, du textile, du pétrole, de la défense nationale, de la médecine et d'autres industries. Utilisé dans l'industrie chimique, la métallurgie, etc. L'utilisation de carbonate de soude lourd peut réduire le vol de poussière alcaline, réduire la consommation de matières premières, améliorer les conditions de travail, améliorer la qualité du produit, réduire l'érosion de l'alcali poudre sur les réfractaires, et prolonger la durée de vie des fours. En tant que tampon, neutralisant et améliorant de pâte, il peut être utilisé dans les gâteaux et les aliments à base de farine, et peut être utilisé en quantité appropriée en fonction des besoins de production.
Le développement du carbonate de sodium est également très important, se référant principalement au développement de la méthode de fabrication de la soude à partir d'un alcali naturel : ① dès 1849, les pionniers ont trouvé du bicarbonate de sodium dans la rivière d'eau douce du Wyoming, aux États-Unis, et l'ont utilisé pour le lavage et la pharmacie. . En 1905, le premier essai de production de carbonate de sodium a été réalisé en utilisant la soude naturelle du lac Sears, en Californie. En 1938, lorsque la société américaine d'approvisionnement en carburant Intermountain a exploré du pétrole et du gaz dans le bassin de Green River, dans le Wyoming, elle a découvert le plus grand gisement naturel d'alcali riche en carbonate de sodium au monde. En 1976, la soude produite par l'alcali naturel aux États-Unis représentait 70 % de la production totale, et en 1982, elle représentait 94 % de la production totale, avec une capacité de production annuelle de 9,5 tonnes. ② Depuis les années 1960, l'Union soviétique traite l'alumine avec de la néphéline (pierre alcaline naturelle contenant des oxydes de sodium, de potassium, d'aluminium et de silicium) et produit simultanément de la soude, de la potasse et du ciment, réalisant l'industrialisation, de sorte que les matières premières de la néphéline peuvent être utilisées de manière complète sans évacuation des déchets. En 1975, cinq usines de traitement de la néphéline avaient été créées.