ナトロン
ナトロン(natron)は、炭酸ナトリウム10水和物(Na2CO3·10H2O)と約17%の炭酸水素ナトリウム(NaHCO3、重曹とも)を主成分とする、天然に産出する鉱物である。通常、これに少量の塩(岩塩、塩化ナトリウム)や硫酸ナトリウムが混じっている。ナトロンは純度が高ければ色がないので白く見えるが、不純物が含まれていると、灰色や黄色を呈する。ナトロン鉱床は塩湖が乾燥によって干上がったところにできる。歴史上、古くから様々な用途に使用されてきており、今もその鉱物成分は広く利用されている。
現在の鉱物学では、ナトロンは炭酸ナトリウム10水和物のみを指すことが多い。
地質学的には、鉱物としてのナトロンや歴史的な意味でのナトロンは蒸発岩として形成される。すなわち炭酸ナトリウムを多く含む塩湖が干上がる際に結晶化してできる。炭酸ナトリウムは、強アルカリ性でナトリウムが豊富な塩水が大気中の二酸化炭素を吸収することで生成され、次の化学反応式で表される。
NaOH ( aq ) + CO 2 ⟶ NaHCO 3 ( aq ) {\displaystyle {\ce {NaOH(aq)\ + CO2 -> NaHCO3(aq)}}}
NaHCO 3 ( aq ) + NaOH ( aq ) ⟶ Na 2 CO 3 ( aq ) + H 2 O {\displaystyle {\ce {NaHCO3(aq)\ + NaOH(aq) -> Na2CO3(aq)\ + H2O}}}
炭酸ナトリウム10水和物の純粋な鉱床は珍しい。これは、この化合物が安定している温度の範囲が狭いことと、二酸化炭素の吸収によって炭酸水素塩と炭酸塩の混合水溶液が生み出されるのが普通だからである。この混合水溶液から鉱物のナトロン(および歴史的意味でのナトロン)が形成されるのは、その塩水が干上がっていく際の水温が最高でも 20 °C (68 °F) 程度以下の場合である。塩湖のアルカリ性が非常に強ければ(上の化学反応式からわかるように)炭酸水素塩がほとんど残らないため、30 °C (86 °F) ぐらいまで水温が上がってもナトロンを形成できる。