gaz carbonique

Produit de l'oxydation complète du carbone, de formule CO₂. (On dit aussi anhydride carbonique, dioxyde de carbone.)→ Larousse Médical

CHIMIE

Découverte du gaz carbonique

Communément nommé gaz ou anhydride carbonique, le dioxyde de carbone est produit par la combustion du carbone. Il a été découvert en 1648 par Jan Baptist Van Helmont. Il joue un rôle capital pour les êtres vivants par son intervention dans les mécanismes de l'assimilation chlorophyllienne (photosynthèse) et dans l’équilibre thermique du système Terre-atmosphère puisqu’il est l’un des principaux gaz à effet de serre.

Propriétés physico-chimiques et utilisations

Le gaz carbonique est incolore, inodore et dense (d= 1,52). Il se liquéfie aisément au-dessous de 31 °C. C'est sous forme liquide qu'il se trouve dans les bouteilles du commerce. La neige carbonique est la forme solide, qui se sublime à – 79 °C, sous la pression atmosphérique, et que l'on emploie comme agent réfrigérant. Le gaz carbonique sous pression est soluble dans l'eau (eaux minérales, eau de Seltz).

Dans le sang, le gaz carbonique, dissous dans le plasma ou fixé sur l'hémoglobine, ne peut se dégager si l'atmosphère en renferme plus de 30 %, ce qui provoque l'asphyxie.

Très stable, le gaz carbonique est difficile à réduire. Sa solution aqueuse a les caractères d'un acide faible et donne, avec la soude par exemple, les hydrogénocarbonates comme NaHCO₃, et les carbonates comme Na₂CO₃.

Son réactif est l'eau de chaux Ca(OH)₂, avec laquelle il donne un précipité blanc de carbonate de calcium CaCO₃.

À l'état supercritique (sous une pression supérieure à 75 bars, à une température de 35 °C), le gaz carbonique possède des propriétés de solvant très utilisées dans l'industrie, où il remplace avantageusement les solvants chlorés (C.F.C. ou chlorofluorocarbures) et l'eau ; ses propriétés le rendent en effet d'un usage très souple (il suffit de faire varier la température ou la pression) et il est de plus facilement recyclable (il suffit de le faire repasser à l'état gazeux en fin de cycle).

Par ailleurs, l’industrie alimentaire utilise aussi du gaz carbonique pour provoquer l'effervescence des boissons (sodas, eaux minérales, bières, etc.).

Préparation

Le gaz carbonique est préparé industriellement par oxydation du coke ou calcination du calcaire. On le récupère aussi dans les sources d'eau gazeuse et dans la fermentation alcoolique (brasseries).

BIOLOGIE

Le gaz carbonique est la principale forme de présence naturelle du carbone dans l'atmosphère (dont il représente 0,03 %) et, en dissolution, dans les eaux. Il est introduit dans l'atmosphère par la respiration des êtres vivants, par la décomposition bactérienne des cadavres, par les combustions industrielles, par les éruptions volcaniques et par le dédoublement du bicarbonate de calcium (fontaines pétrifiantes). Il en est soustrait par la photosynthèse accomplie par les plantes vertes à l'aide de l'énergie solaire. Actuellement, la biomasse végétale verte du monde n'est pas tout à fait suffisante pour absorber tout le CO₂ produit, et la teneur de l'atmosphère en gaz carbonique s'accroît lentement.