Le dioxyde de carbone

Résumé du document

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Le CO2 est un gaz incolore de densité 1,52 par rapport à l'air dans les conditions normales de température et de pression. Sa masse molaire est de 44,0095 g/mol. La chaleur latente de fusion de la glace carbonique, dans sa phase solide et au point triple sous 1 atm, est de 196,104 kJ/kg, soit 8,63 kJ/mol.

L'atmosphère terrestre en contient actuellement (en 2011) environ 0,039%, soit 390 ppm en volume (ou 592 ppm en masse). Sa concentration dans l'atmosphère terrestre est en augmentation depuis le XIXe siècle ; ce taux a également toujours varié au cours de l'histoire de la Terre (fort taux de CO2 du Cambrien au Dévonien, réf . : http://acces.inrp.fr/acces/terre/CCCIC/ressources/litho_point5).

Le CO2 est un gaz à effet de serre, il absorbe les ondes électromagnétiques dans le domaine infrarouge : il serait responsable de 26% de l'effet de serre dans notre atmosphère par rapport aux autres gaz impliqués dans l'effet de serre (la vapeur d'eau en assurerait 60%).

L'augmentation du taux en dioxyde de carbone serait en partie responsable du réchauffement climatique global de 0,74°C en un siècle. À noter que l'atmosphère de la planète Mars elle aussi s'est réchauffée de 0,5°C en quelques décennies mais pas à cause du CO2 puisque l'atmosphère martienne en est déjà composée à 98% (réf . : Nature, avril 2007).

Propriétés chimiques
Ce gaz se forme par combustion du charbon et celle des hydrocarbures, ainsi que par respiration et par la fermentation. Les végétaux à chlorophylle absorbent le dioxyde de carbone par photosynthèse.

Le CO2 est une molécule linéaire (formule de Lewis : O=C=O) dont la longueur de liaison chimique carboneoxygène est de 116,3 picomètres. Le gaz est soluble dans l'eau : 880 mL de gaz pour 1 L d'eau à 20°C à la pression ambiante. La solubilité est cependant augmentée sous pression supérieure (eau de Seltz) (...)

Extraits

[...] Les états physiques du dioxyde de carbone Le CO2 n'existe pas à l'état liquide sous pression atmosphérique normale. Le gaz passe directement de l'état gazeux à l'état solide à une température de en cristallisant selon un réseau cubique à faces centrées. À l'état solide, le CO2 est couramment appelé carboglace ou neige carbonique. À température ambiante et sous pression atmosphérique, le dioxyde de carbone se sublime, il change d'état (du solide au gaz) sans passer par l'état liquide. Sa forme liquide ne peut exister qu'à partir d'une pression de 5 bars. [...]

[...] L'ion HCO3­ est amphotère : il est à la fois acide et basique. Une dissolution de gaz carbonique jusqu'à saturation dans de l'eau pure à 25°C fait diminuer le pH jusqu'à 5,4. Ainsi, le pH ne peut pas diminuer davantage à cause de la saturation. L'acidité due au gaz carbonique dissout est moindre à température plus élevée car la solubilité du gaz est moins bonne. On peut encore diminuer le pH sous une pression plus élevée et avec de l'eau plus froide. [...]

[...] Le CO2 peut être réduit par le dihydrogène mais les produits de réactions dépendent de la température et des catalyseurs utilisés. En présence d'oxyde ferrique à 350°C sous pression atmosphérique, du monoxyde de carbone se forme. Cependant, en présence de nickel réduit et à 250°C, on obtient du méthane. L'aluminium préchauffé au bec Bunsen brûle aussi bien dans le CO2 que dans le dioxygène. En réagissant avec le gaz carbonique, l'aluminium produit de l'alumine Al 2O3 et du carbone, la réaction est exothermique et libère 724 kJ/mol de CO2. [...]

[...] Ce gaz n'est pas à confondre avec le monoxyde de carbone (de formule CO) qui est très toxique. Propriétés physiques Le CO2 est un gaz incolore de densité 1,52 par rapport à l'air dans les conditions normales de température et de pression. Sa masse molaire est de 44,0095 g/mol. La chaleur latente de fusion de la glace carbonique, dans sa phase solide et au point triple sous 1 atm, est de 196,104 kJ/kg, soit 8,63 kJ/mol. L'atmosphère terrestre en contient actuellement (en 2011) environ 0,039%, soit 390 ppm en volume (ou 592 ppm en masse). [...]

[...] Cette réaction de réduction du dioxyde de carbone est endothermique, elle nécessite une énergie de 2724 kJ/mol de CO2 et c'est le soleil qui fournit cette énergie sous forme de rayonnement qui est utilisé par la photosynthèse. Dans la fermentation alcoolique, le glucose se décompose en éthanol et en CO2. Une mole de glucose (180 produit donc deux moles d'éthanol (92 et deux moles de gaz carbonique (88 g). Cette réaction de réduction du dioxyde de carbone est exothermique, elle libère une chaleur de 224 kJ/mol de glucose. [...]