碳酸鈉的水溶液呈堿性且有一定的腐蝕性,能與酸發(fā)生復(fù)分解反應(yīng),也能與一些鈣鹽、鋇鹽發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)。溶液顯堿性,可使酚酞變紅。穩(wěn)定性穩(wěn)定性較強(qiáng),但高溫下也可分解,生成氧化鈉和二氧化碳:長期暴露在空氣中能吸收空氣中的水分及二氧化碳,生成碳酸氫鈉,并結(jié)成硬塊:碳酸鈉的結(jié)晶水合物石堿(Na2CO3·10H2O)在干燥的空氣中易風(fēng)化
水解反應(yīng)由于碳酸鈉在水溶液中水解,電離出的碳酸根離子與水中氫離子結(jié)合成碳酸氫根離子,導(dǎo)致溶液中氫離子減少,剩下電離的氫氧根離子,所以溶液pH顯堿性。由于碳酸根可以結(jié)合水中的質(zhì)子(即氫離子)生成碳酸氫根和碳酸,并且能結(jié)合酸中的質(zhì)子釋放二氧化碳。所以碳酸鈉在酸堿質(zhì)子理論中屬于布朗斯特堿。
侯氏制堿法1943年中國人侯德榜留學(xué)海外歸來,他結(jié)合中國內(nèi)地缺鹽的國情 ,對索爾維法進(jìn)行改進(jìn),將純堿和合成氨兩大工業(yè)聯(lián)合,同時生產(chǎn)碳酸鈉和化肥氯化銨,大大地提高了利用率,是為侯氏制堿法:步,氨氣與水和二氧化碳反應(yīng)生成一分子的碳酸氫銨,第二步碳酸氫銨與氯化鈉反應(yīng)生成的碳酸氫鈉沉淀和氯化銨,碳酸氫鈉之所以沉淀是因為它的溶解度較小。經(jīng)過濾得到碳酸氫鈉固體。(這兩步和上面的索氏制堿法相同)。侯氏制堿法生產(chǎn)流程第三步,合成的碳酸氫鈉部分可以直接出廠銷售,其余的碳酸氫鈉會被加熱分解,生成碳酸鈉,生成的二氧化碳可以重新回到步循環(huán)利用。根據(jù)NH4Cl溶解度比NaCl大,而在低溫下卻比NaCl溶解度小的原理,在 278K~283K(5 ℃~10 ℃) 時,向母液中加入細(xì)粉,而使NH4Cl單獨結(jié)晶析出供做氮肥。索氏制堿法和侯氏制堿法所不同的,是索氏法在整個制取過程中NH3是循環(huán)使用的,而侯氏法在整個制取過程中,CO2被循環(huán)利用,NH4Cl直接作為純堿的副產(chǎn)品——肥料。所以,索氏法的產(chǎn)品是碳酸鈉,副產(chǎn)品氯化鈣;而侯氏法的產(chǎn)品是碳酸鈉,副產(chǎn)品氯化銨。此法優(yōu)點:保留了氨堿法的優(yōu)點,消除了它的缺點,使的利用率提高到96%;NH4Cl可做氮肥;可與合成氨廠聯(lián)合,使合成氨的原料氣CO 轉(zhuǎn)化成CO2,革除了CaCO3制CO2這一工序。