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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合成碳酸氫根離子，導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。
由于碳酸根可以結合水中的質子（即氫離子）生成碳酸氫根和碳酸，并且能結合酸中的質子釋放二氧化碳。所以碳酸鈉在酸堿質子理論中屬于布朗斯特堿。

在人工合成純堿之前，古代就發現某些海藻晾曬后，燒成的灰燼中含有堿類，用熱水浸取、濾清后可得褐色堿液用于洗滌。大量的天然堿來自礦物，以地下埋藏或堿水湖為主。以沉積層存在的天然堿礦品位，分布甚廣。早發明人工合成純堿方法是18世紀末，法國路布蘭用芒硝加石灰石和煤在高溫下還原并進行碳酸化，得到以含Na2CO3為主的粗制品-黑灰，經過浸取、蒸發、精制、再結晶、烘干，獲得純度約為97%的重質純堿。1861年，比利時E.索爾維獨自發明了純堿并獲得過專利。由于技術秘密保護一直未能大范圍應用，20世紀20年代才從美國突破，尤其是中國的化工專家侯德榜于1932年出版了《純堿制造》一書，將保密70年，索爾維法公布于世。侯德榜還與1939-1942創建了侯氏制堿法，并在 四川建立了中試車間。1952年在大連化工廠設立了聯合制堿車間。日本旭硝子公司推出的NA法，實質上是聯堿和氨堿的折中法。可隨意調節純堿與的比例。

索爾維制堿法
1859年，比利時人索爾維，用食鹽、氨水、二氧化碳為原料，于室溫下從溶液中析出碳酸氫鈉，將它加熱，即分解為碳酸鈉，人們將此方法稱為索氏制堿法，此法一直沿用至今：
氨氣與水和二氧化碳反應生成一分子的碳酸氫銨，這是步：
第二步是：碳酸氫銨與氯化鈉反應生成的碳酸氫鈉沉淀和，碳酸氫鈉之所以沉淀是因為它的溶解度較小。經過濾得到碳酸氫鈉固體：
這兩步總的化學方程式是：
第三步：加熱分解碳酸氫鈉，生成水、二氧化碳和碳酸鈉即我們要的純堿：
第四步：將第二步中副產的和熟石灰混合加熱，得到的氨氣可循環利用：