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| − | {{Chimiebox
| + | [[Image:Fairytale key enter-2.png|30px|left]] '''[[Gaz à effet de serre| Retour à Gaz à effet de serre]]''' |
| − | | nom = Dioxyde de carbone
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| − | | image = 3D dioxyde de carbone.PNG
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| − | | image2 =
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| − | | tailleimage = 160px
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| − | | legende = représentation 3D du dioxyde de carbone
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| − | <!-- Général -->
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| − | | DCI =
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| − | | nomIUPAC = Dioxyde de carbone
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| − | | synonymes = gaz carbonique
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| − | | CAS = {{CAS|1|2|4|3|8|9}}
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| − | | EINECS = {{EC|2|0|4|6|9|6|9}}
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| − | | ATC =
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| − | | SMILES = C(=O)=O
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| − | | InChI = 1/CO2/c2-1-3
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| − | | apparence = Gaz incolore
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| − | <!-- Propriétés chimiques -->
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| − | | formule = |C=1|O=2
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| − | | masseMol =
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| − | | pKa =
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| − | | momentDipolaire =
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| − | | rayonVanderWaals =
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| − | <!-- Propriétés physiques -->
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| − | | fusion = {{tmp|-78.5|°C}} (195 K)
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| − | | ebullition = {{tmp|-57|°C}} (216 K), pressurisé
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| − | | solubilite = 1,45 kg.m<sup>-3</sup>
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| − | | masseVolumique = 1,87 kg.m<sup>-3</sup> <small>([[gaz]] à {{tmp|298|K}} 1,013 [[Bar (unité)|bar]])</small><br/>PLUS dense que l'air
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| − | | pvrRotatoire =
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| − | | TAutoInflammation =
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| − | | pointEclair =
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| − | | limitesExplosivite =
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| − | | pressionVapeur = 56,5 atm à {{tmp|20|°C}}
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| − | | viscosite = 0,07 mPa.s à {{tmp|-78|°C}}
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| − | | pointCritique = {{tmp|31.1|°C}} à 7,4 MPa
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| − | | pointTriple = {{tmp|-56.6|°C}} à 519 kPa | |
| − | | conductivitéThermique =
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| − | | conductivitéÉlectrique =
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| − | <!-- Thermochimie -->
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| − | | emsGaz =
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| − | | emsLiquide =
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| − | | emsSolide =
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| − | | esfGaz = -393,5 [[joule|kJ]].mol<sup>-1</sup>
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| − | | esfLiquide =
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| − | | esfSolide =
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| − | | capaciteTherm =
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| − | <!-- Précautions -->
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| − | | symboles =
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| − | | numeroIndex =
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| − | | classificationCE =
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| − | | r =
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| − | | s = <ref name="GESTIS">{{GESTIS|ZVG= |CAS=124-38-9 |Nom= |Date=6 décembre 2008}}</ref> |S9|S23|S36
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| − | | transport = {{ADR|Kemler=20|ONU=1013|Classe=2.2|CodeClassification=|Etiquette=|Etiquette2=|Etiquette3=|Emballage=}}<br />
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| − | {{ADR|Kemler=22|ONU=2187|Classe=2.2|CodeClassification=|Etiquette=|Etiquette2=|Etiquette3=|Emballage=}}<br />
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| − | {{ADR|Kemler=-|ONU=1845|Classe=9|CodeClassification=|Etiquette=|Etiquette2=|Etiquette3=|Emballage=III}}<ref name="GESTIS"/>
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| − | | inhalation =
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| − | | peau =
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| − | | yeux =
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| − | | ingestion =
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| − | | DL50 =
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| − | | CL50 =
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| − | }}
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| − | Le '''dioxyde de carbone''' (appelé parfois, de façon impropre : « '''gaz carbonique''' ») est un [[composé chimique]] composé d'un [[atome]] de [[carbone]] et de deux atomes d'[[oxygène]] et dont la formule brute est : '''CO<sub>2</sub>'''.
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| − | Cette [[molécule]] linéaire a pour formule développée de [[formule de Lewis|Lewis]] : '''O=C=O'''.
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| − | Dans les [[Atmosphère normalisée|conditions normales de température et de pression]] le dioxyde de carbone est un [[gaz]] incolore, inodore et à la saveur piquante communément appelée gaz carbonique ou encore anhydride carbonique.
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| − | Il est présent dans l'atmosphère dans une proportion approximativement égale à {{Unité|0.0375|%}} en volume, dans cette décennie (années 2000), soit 375 ppmv (parties par million en volume).
| + | * [[Dioxyde de carbone - ARE]] |
| | + | * [[Dioxyde de carbone - Wikipedia]] |
| | + | * [[Dioxyde de carbone - actu environnement]] |
| | + | * [[Dioxyde de carbone - espere]] |
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| − | Il est produit notamment lors de la [[fermentation]] [[aérobie]] ou de la [[combustion]] de [[Chimie organique|composés organiques]], et lors de la [[respiration]] des [[Organisme vivant|êtres vivants]] et des végétaux. Pour ces derniers, la [[photosynthèse]] piège beaucoup plus de CO<sub>2</sub> que sa respiration n’en produit.
| + | [[Image:Fairytale key enter-2.png|30px|left]] '''[[:Category:Changement_climatique| Retour à la catégorie Changement_climatique]]''' |
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| − | == Caractéristiques physiques ==
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| − | [[Image:Carbon dioxide pressure-temperature phase diagram.svg|left|thumb|400px|Diagramme de phase pression-température du dioxyde de carbone, montrant le [[point triple]] et le [[point critique]].]] | |
| − | | |
| − | [[Image:Carbon-dioxide-crystal-3D-vdW.png|thumb|right|200px|[[Structure cristalline]] de la « glace sèche » : [[cubique à faces centrées|cubique faces centrées]].]]
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| − | A pression atmosphérique, il se [[Sublimation (physique)|sublime]] à {{tmp|-78.5|°C}}<ref name="GESTIS">{{GESTIS|ZVG= |CAS=124-38-9 |Nom= |Date=13 novembre 2008 }}</ref> (passage de l'état solide à l'état gazeux), mais ne fond pas (passage de l'état solide à l'état liquide).
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| − | | |
| − | La phase liquide ne peut exister qu'à une pression minimale de 5,19 bar, et dans un intervalle de température allant de {{tmp|-56.6|°C}} ([[point triple]]) à {{tmp|31.1|°C}} au maximum à 74 bar ([[point critique]]).
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| − | {| class="wikitable"
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| − | |-
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| − | |Chaleur latente de vaporisation ({{tmp|0|°C}})
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| − | | 234,5 kJ.kg<sup>-1</sup>
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| − | |-
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| − | |Chaleur latente de vaporisation ({{tmp|-16.7|°C}})
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| − | | 276,8 kJ.kg<sup>-1</sup>
| |
| − | |-
| |
| − | |Chaleur latente de vaporisation ({{tmp|-28.9|°C}})
| |
| − | | 301,7 kJ.kg<sup>-1</sup>
| |
| − | |-
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| − | |Chaleur latente de fusion (à {{tmp|-56.6|°C}})
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| − | | 199 kJ.kg<sup>-1</sup>
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| − | |}
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| − | === Solubilité aqueuse ===
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| − | Le CO<sub>2</sub> dissous dans l’eau forme avec elle de l’[[acide carbonique]] (H<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>). Il est aussi liposoluble. <br>
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| − | L’acide carbonique n’est que modérément stable et il se décompose facilement en H{{ind|2}}O et CO{{ind|2}}. En revanche, lorsque le dioxyde de carbone se dissout dans une solution aqueuse basique (soude, potasse...), la base déprotone l’acide carbonique pour former un [[Bicarbonate|hydrogénocarbonate]] (HCO{{ind|3}}{{exp|–}}), aussi appelé [[bicarbonate]], puis un [[carbonate]] (CO{{ind|3}}{{exp|2–}}). C'est ainsi que la solubilité du CO<sub>2</sub> est énormément augmentée. <br>
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| − | Par exemple, une solution aqueuse saturée de carbonate de potassium (K{{ind|2}}CO{{ind|3}}) a une concentration de {{Unité|112|%}} (en masse) en carbonate à {{tmp|120|°C}}.
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| − | C'est ainsi que le [[calcaire]] se dissout dans l'eau, dans la plage de [[potentiel hydrogène|pH]] dans laquelle l'hydrogénocarbonate acide est stable, il dissout le calcaire en produisant une solution d'hydrogénocarbonate(s) (de calcium et de magnésium...). Il est donc susceptible de précipiter lorsque le CO<sub>2</sub> dissout est dégazé, comme dans la formation des [[stalagmite]]s et des [[stalactite]]s. <br>
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| − | Ainsi, en présence de CO<sub>2</sub>, le calcaire a une solubilité suivant celle des gaz (qui diminue avec la température) et non de celle des solides (qui augmente avec la température).
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| − | Histoire
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| − | Le dioxyde de carbone fut découvert vers 1638 par un médecin belge du nom de [[Jean-Baptiste van Helmont]] qui lui donna le nom « d’anhydride carbonique ».
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| − | Les propriétés du dioxyde de carbone furent étudiées plus en détail en 1750 par le chimiste et physicien britannique, [[Joseph Black]]. Vers 1754, il appela ce gaz « air fixe », mettant à mal la théorie du [[Phlogistique|phlogiston]] encore enseignée à cette époque.
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| − | Le gaz carbonique fut par la suite isolé par le pasteur anglais [[Joseph Priestley]] en 1766.
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| − | En 1781, le chimiste français [[Antoine Lavoisier|Antoine-Laurent De Lavoisier]] mit en évidence que ce gaz est le produit de la [[combustion du carbone (réaction chimique)|combustion du carbone]] avec le [[dioxygène]].
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| − | Dès 1875 se répandirent les premières boissons artificiellement gazeuses grâce à l’invention des récipients pressurisés.
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| − | ==Utilisations==
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| − | === Sous forme gazeuse ===
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| − | Le CO<sub>2</sub> a beaucoup d’usages, dont :
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| − | * l’extinction des [[feu]]x : beaucoup de [[Centre de traitement des données|datacenters]] (salles de serveurs d’ordinateurs) ou de salles des archives sont équipées d’un système qui, en cas d’incendie, remplit la salle de CO<sub>2</sub> ce qui a comme effet d’éteindre le feu ;
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| − | * élément pétillant dans les boissons gazeuses ;
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| − | * en [[aquariophilie]] et culture sous serre pour une meilleure croissance des plantes ;
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| − | * en emballages à atmosphère contrôlée comme élément neutralisant ;
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| − | * en distribution d’eau potable, associé au carbonate, pour relever la [[dureté de l'eau]] (TH) des eaux trop agressives ;
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| − | * solubilisation du [[calcaire]] dans les eaux dures (TH > 25°F) ;
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| − | * les pompes à bière. En étant en contact avec la surface de la bière, il évite son oxydation et prolonge sa conservation, contrairement à un compresseur utilisant de l'air (ambiant) ;
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| − | * on se sert aussi parfois du CO<sub>2</sub> dans les grands abattoirs de porcs afin de les insensibiliser avant de les saigner.
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| − | === Sous forme liquide ===
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| − | Sous forme liquide, il est utilisé comme :
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| − | * réfrigérant pour [[congélation|congeler]] certains aliments ;
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| − | * réfrigérant dans l’industrie électronique ;
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| − | * agent d’extinction dans les [[Extincteur#Dioxyde_de_carbone|extincteur]]s dits « au dioxyde de carbone », on parle parfois de neige carbonique parce que le CO<sub>2</sub> liquide se solidifie immédiatement à la sortie de l’extincteur en produisant une poudre blanche ;
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| − | * agent propulseur (et parfois également carbonatant) pour les boissons servies à la pression.
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| − | Quand il est utilisé comme [[fluide frigorigène]], le CO<sub>2</sub> porte la dénomination R744.
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| − | À pression atmosphérique, le dioxyde de carbone n’est jamais sous forme liquide. Il passe directement de la forme solide à la forme gazeuse ([[sublimation (physique)|sublimation]]).
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| − | === Sous forme solide ===
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| − | [[Image:Dry Ice Pellets Subliming.jpg|thumb|right|400px|Granulats de « glace sèche » se sublimant à l'[[air]].]] | |
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| − | Le dioxyde de carbone sous forme solide a de nombreuses appellations : « glace carbonique », « neige carbonique », « carboglace », « glace sèche ». Il est issue de la [[solidification]] du CO<sub>2</sub> liquide, on obtient de la neige carbonique qui est ensuite compactée pour devenir glace carbonique.
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| − | Cette glace carbonique se sublime en ne laissant aucun résidu et consomme une grande quantité de [[chaleur]] {{référence nécessaire|(150 [[frigorie|fr]]/[[kilogramme|kg]], soit 628 [[joule|J]]/kg, à {{tmp|-78.5|°C}})}}, on lui a donc rapidement trouvé de multiples utilisations de réfrigération, par son action de [[pompe à chaleur]].
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| − | | |
| − | Il est commercialisé sous différentes présentations selon son usage :
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| − | * en [[pellet]]s (de la taille d'un grain de riz {{Unité|3|mm}} de diamètre) : essentiellement pour le nettoyage et le décapage [[cryogénie|cryogénique]] ;
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| − | * en sticks (bâtonnet de {{Unité|16|mm}}) : pour la [[Conservation des aliments|conservation]], le transport des produits sous température dirigée (produits pharmaceutiques, transport de surgelés, transport d'échantillons, etc.) ;
| |
| − | * pour la recherche fondamentale ou appliquée ;
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| − | * pour la [[vinification]] : ralentit la [[fermentation]] et évite l'[[Réaction d'oxydo-réduction|oxydation]] ;
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| − | * en plaquette ou en blocs :
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| − | ** pour le ravitaillement aérien ([[catering]]), les traiteurs, les pompes funèbres, etc...
| |
| − | * en pains :
| |
| − | ** pour faire de la fumée épaisse (effets spéciaux, cinéma, vidéo).
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| − | | |
| − | Le dioxyde de carbone sous forme solide est également présent en abondance aux pôles de la planète [[Mars (planète)|Mars]], où il forme de véritables calottes glaciaires.
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| − | === En phase supercritique ===
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| − | Au delà de son point critique, le dioxyde de carbone entre dans une phase appelée [[supercritique]]. La courbe d'équilibre liquide-gaz est interrompue au niveau du point critique, assurant à la phase supercritique un continuum des propriétés physico-chimiques sans changement de phase. C'est une phase aussi dense qu'un liquide mais assurant des propriétés de transport (viscosité, diffusion) proche d'un gaz. Le dioxyde de carbone supercritique est utilisée comme solvant vert, les extraits étant exempt de trace de solvant. <br>
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| − | Sous cette forme, il sert :
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| − | * décaféination du café ;
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| − | * élimination de la [[2,4,6-trichloroanisole]] (TCA) des bouchons de liège traités au chlore (ou à l'hypochlorite) pour éviter de donner un goût bouchonné au vin après sa mise en bouteille ;
| |
| − | * mise en forme de principes actifs micronisés et sous forme nanométrique ;
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| − | * [[extraction]] de composés chimiques ou biologiques ;
| |
| − | * purification de composés chimiques (phase mobile en [[chromatographie]], notamment en [[Chromatographie en phase liquide à haute performance|HPLC]]) ;
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| − | * pour le transport et le stockage lors de la [[séquestration géologique du dioxyde de carbone]] (dans de rares applications industrielles).
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| − | == Réactivité ==
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| − | L'[[électronégativité]] des atomes d'oxygène rend le carbone central très [[électrophile]]. De très nombreux [[nucléophile]]s peuvent donc réagir avec le dioxyde de carbone mais le produit de la réaction n'est pas forcément stable. En général, on place de la carboglace dans un récipient fermé muni d'un tuyau ; la carboglace se [[Sublimation (physique)|sublime]] et l'on fait buller le dioxyde de carbone gazeux dans le milieu réactionnel.
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| − | Quelques exemples de réaction :
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| − | * Avec une [[amine (chimie)|amine]] : on appelle cette réaction une [[carbonatation]]. Le produit est un hydrogénocarbonate d'ammonium (R<sub>3</sub>N + CO<sub>2</sub> + H<sub>2</sub>O → R<sub>3</sub>NH<sup>+</sup>HCO<sub>3</sub><sup>–</sup>).
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| − | * Avec un [[carbanion]] : on forme un [[acide carboxylique]] après hydrolyse.
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| − | * Avec l'[[eau]].
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| − | | |
| − | == Voir aussi ==
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| − | * [[Émissions de CO2|Émissions de CO<sub>2</sub>]]
| |
| − | * [[Gaz à effet de serre]]
| |
| − | * [[Cycle du carbone]]
| |
| − | * [[Liste des pays par émissions de dioxyde de carbone]]
| |
| − | * [[Puits de carbone]]
| |
| − | | |
| − | == Liens externes ==
| |
| − | * [http://www.carte-grise.org/taxe_supplementaire.htm Taxe CO<sub>2</sub> sur les véhicules polluants]
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| − | * [http://www.linde-shopping.fr Usage de glace carbonique pour agroalimentaire ou soudage]
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| − | | |
| − | == Références ==
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| − | <references/>
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| − | <!-- Merci d'ajouter ici des références bibliographiques, car il n'y en a pas encore ! -->
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| − | {{Portail|chimie}}
| |
| − | | |
| − | [[Catégorie:Oxyde|Carbone]]
| |
| − | [[Catégorie:Carbonate]]
| |
| − | [[Catégorie:Composé du carbone]]
| |
| − | [[Catégorie:Gaz inorganique]]
| |
| − | [[Catégorie:Produit chimique domestique]]
| |
| − | [[Catégorie:Réfrigérant]]
| |
| − | [[Catégorie:Gaz à effet de serre]]
| |
| − | [[Catégorie:Pollution de l'air]]
| |
| − | | |
| − | [[ar:ثنائي أكسيد الكربون]]
| |
| − | [[bg:Въглероден диоксид]]
| |
| − | [[bn:কার্বন ডাই অক্সাইড]]
| |
| − | [[bs:Ugljik dioksid]]
| |
| − | [[ca:Diòxid de carboni]]
| |
| − | [[cs:Oxid uhličitý]]
| |
| − | [[cy:Carbon deuocsid]]
| |
| − | [[da:Kuldioxid]]
| |
| − | [[de:Kohlenstoffdioxid]]
| |
| − | [[el:Διοξείδιο του άνθρακα]]
| |
| − | [[en:Carbon dioxide]]
| |
| − | [[eo:Karbona dioksido]]
| |
| − | [[es:Óxido de carbono (IV)]]
| |
| − | [[et:Süsihappegaas]]
| |
| − | [[eu:Karbono dioxido]]
| |
| − | [[fa:کربن دیاکسید]]
| |
| − | [[fi:Hiilidioksidi]]
| |
| − | [[ga:Dé-ocsaíde charbóin]]
| |
| − | [[gl:Dióxido de carbono]]
| |
| − | [[he:פחמן דו-חמצני]]
| |
| − | [[hi:कार्बन डाईआक्साइड]]
| |
| − | [[hr:Ugljikov dioksid]]
| |
| − | [[hsb:Wuhlikowy dioksid]]
| |
| − | [[hu:Szén-dioxid]]
| |
| − | [[id:Karbon dioksida]]
| |
| − | [[io:Karbo dioxido]]
| |
| − | [[is:Koltvísýringur]]
| |
| − | [[it:Anidride carbonica]]
| |
| − | [[ja:二酸化炭素]]
| |
| − | [[jbo:tabrelkijno]]
| |
| − | [[kn:ಇಂಗಾಲದ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್]]
| |
| − | [[ko:이산화 탄소]]
| |
| − | [[la:Dioxydum carbonis]]
| |
| − | [[lt:Anglies dioksidas]]
| |
| − | [[lv:Oglekļa dioksīds]]
| |
| − | [[mk:Јаглерод диоксид]]
| |
| − | [[mr:कार्बन डायॉक्साइड]]
| |
| − | [[ms:Karbon dioksida]]
| |
| − | [[nds:Kohlenstoffdioxid]]
| |
| − | [[nl:Koolstofdioxide]]
| |
| − | [[nn:Karbondioksid]]
| |
| − | [[no:Karbondioksid]]
| |
| − | [[oc:Dioxid de carbòni]]
| |
| − | [[om:Carbon dioxide]]
| |
| − | [[pl:Dwutlenek węgla]]
| |
| − | [[pt:Dióxido de carbono]]
| |
| − | [[qu:Chimlasay]]
| |
| − | [[ro:Dioxid de carbon]]
| |
| − | [[ru:Диоксид углерода]]
| |
| − | [[sc:Diòssidu de carboniu]]
| |
| − | [[scn:Anidridi carbònica]]
| |
| − | [[simple:Carbon dioxide]]
| |
| − | [[sk:Oxid uhličitý]]
| |
| − | [[sl:Projekt:Ogljikov dioksid]]
| |
| − | [[sq:Dioksidi i karbonit]]
| |
| − | [[sr:Угљен-диоксид]]
| |
| − | [[su:Karbon dioksida]]
| |
| − | [[sv:Koldioxid]]
| |
| − | [[sw:Dioksidi kabonia]]
| |
| − | [[szl:Dwutlynek wůngla]]
| |
| − | [[ta:காபனீரொட்சைட்டு]]
| |
| − | [[th:คาร์บอนไดออกไซด์]]
| |
| − | [[tr:Karbondioksit]]
| |
| − | [[uk:Діоксид вуглецю]]
| |
| − | [[ur:کاربن دو اکسید]]
| |
| − | [[vi:Điôxít cacbon]]
| |
| − | [[wa:Diyocside di carbone]]
| |
| − | [[yi:קוילן זייערס]]
| |
| − | [[zh:二氧化碳]]
| |
| − | [[zh-yue:二氧化碳]]
| |
