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【背景及概述】[1][2][3]
碳酸鈉化學式Na2CO3，又叫做純堿，俗稱蘇打。無水碳酸鈉是白色粉末或細粒，加熱至851℃時熔化而不分解，相對密度為2.532。易溶于水，溶解時放熱; 由于它是強堿弱酸鹽，在水中高度水解，其水溶液呈強堿性。碳酸鈉常以水合物形式存在，可以有幾種水合物： 一水物Na2CO3·H2O，七水物Na2CO3·7H2O和十水物Na2CO3·10H2O。日常的食用堿主要是十水碳酸鈉，俗名洗滌堿或晶堿。它存在于我國內地的鹽堿湖中，天冷低溫時，湖面上析出大塊晶體，叫做天然堿。透明晶狀的十水碳酸鈉在干燥空氣中易失去結晶水而變為粉末，主要轉變成一水碳酸鈉。碳酸鈉水溶液與水解性強的金屬離子作用時，由于水解互相促進，最后得到的是堿式碳酸鹽或氫氧化物的沉淀。它吸濕性很強，吸濕后可結成硬塊，能從潮濕空氣中逐漸吸收二氧化碳，而成為碳酸氫鈉。碳酸鈉是化學工業中的重要產品之一，用途廣泛，是玻璃、造紙、肥皂、洗滌劑、紡織、制革、石油、染料、食品等工業的重要原料。
在冶金工業中用作助熔劑，在水的凈化中用作軟化劑，還可作為機械零件表面的去油劑，以及用來制取鈉和其他化合物。無水碳酸鈉作為基準試劑，在各行各業的化學分析中被廣泛應用。目前制備無水碳酸鈉的方法是：將工業無水碳酸鈉溶解于熱蒸餾水中，然后將其水溶液過濾后濃縮，便得到所用的基準試劑無水碳酸鈉。這種方法只能將工業無水碳酸鈉中不溶于水的雜質除去，而不能除去工業無水碳酸鈉中所含的Mg2+、Ca2+和Fe2+，致使在進行化學分析時所得到的檢測精度受到影響，進而可能導致檢驗結果的錯誤；同時，應為長時間濃縮碳酸鈉溶液，使得無水碳酸鈉成品澄清度不高，致使產品合格率較低。
【應用】[4]
碳酸鈉是重要的化工基本原料，主要用途有：①生產各種玻璃。在玻璃原料中作為玻璃調整劑或熔劑，使石英砂（玻璃形成體）中Si-O鍵斷裂而易熔，并降低粘度，增大膨脹系數。②化工原料。例如與石英砂反應制硅酸鈉（水玻璃()，用于制備各種難溶碳酸鹽，用于制漂白劑、洗滌劑、催化劑、染料，以及作為礦石加工試劑。③在冶金工業中用來脫除硫和磷，并用作助熔劑。此外還用于造紙、制肥皂、制耐火材料和釉料，凈化水，以及在實驗室中用作堿性熔劑。在生產上純堿可代替氫氧化鈉來中和酸：
碳酸鈉能形成含不同水分子數的結晶水合物。十水碳酸鈉又稱晶堿或洗滌堿，溶于水時吸熱，在空氣中易風化而失去結晶水。主要用作洗滌堿，適用于洗滌紡織品，并用作棉和亞麻的漂白劑。一水碳酸鈉是最穩定的碳酸鈉，商名碳氧，作為顯影劑組分用于照相業。
【制備】[1][2]
方法1：一種無水碳酸鈉的制備方法，其特征在于：制備方法的步驟包括：
1）將工業碳酸鈉溶于水制成工業碳酸鈉水溶液，用氫氧化鈉調該工業碳酸鈉水溶液Ph值至13～14，攪拌加熱至55～65℃，反應0.5～1.5小時，保溫1.5～2.5小時后，過濾得去Mg2+、Ca2+碳酸鈉水溶液；
2）在去Mg2+、Ca2+碳酸鈉水溶液中加入雙氧水，保溫22～24小時后，過濾得去Fe2+碳酸鈉水溶液；
3）向去Fe2+碳酸鈉水溶液中通入CO2達飽和，得到有碳酸氫鈉沉淀析出的碳酸氫鈉水溶液；
4）吸濾碳酸氫鈉水溶液，得到碳酸氫鈉結晶；
5）將碳酸氫鈉結晶水洗后，脫水，將脫水后的碳酸氫鈉結晶干燥，即得基準試劑無水碳酸鈉成品。
方法2：一種高純無水碳酸鈉的制備方法，其特征在于：方法如下：
1）溶解無水碳酸鈉：
將工業純無水碳酸鈉慢慢加入蒸餾水不銹鋼桶中，不斷攪拌測其相對密度為1.16～1.18g/mL，得溶液A；
2）制得結晶碳酸鈉：
將分析純乙醇放入不銹鋼盆內，盆上放置活性炭及純度低的過濾篩，然后將A溶液慢慢倒入篩中過濾，濾液流入乙醇盆中，不斷攪拌，自然冷卻直至碳酸鈉析出，抽濾干燥得到碳酸鈉B；
3）制得高純無水碳酸鈉：
將步驟(2)得到的B置于聚乙烯塑料桶中，加入蒸餾水攪拌溶解，將溶液用布氏漏斗過濾，將濾液量于鉑金蒸發皿中，加熱蒸發，加熱攪拌180℃～200℃，至析中結晶，趁熱用不銹鋼離心機甩干，將晶體置于鉑金蒸發皿中于馬弗爐上加熱，不斷翻動，至失去水分，移入真空干燥器，冷卻干燥，即得高純無水碳酸鈉。
【主要參考資料】
[1] 張為玲.無水碳酸鈉的制備方法. CN200810151994.1，申請日2008-10-06
[2] 胡建華.一種高純無水碳酸鈉的制備方法. CN201010229244.9，申請日2010-07-17
[3] 中國中學教學百科全書·化學卷
[4] 科學技術社會辭典·化學