Comment dissoudre du CO2 dans leau

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Matière et matériaux

Comment mettre en évidence les gaz dissous dans l'eau ?

Dans le cadre d'un projet sur les poissons je cherche une méthode simple pour mettre en évidence la présence d'oxygène (ou de gaz) dissous dans l'eau.
On m'a suggéré l'électrolyse (pas facile au primaire). Je me vois mal plonger un poisson dans l'eau gazeuse ou bouillie ! Dernière idée que l'on m'a donnée, la plante aquatique avec les bulles qui se forment à la surface des feuilles (oui mais dans l'eau sans plante on ne voit pas les bulles).

Mon 09/09/02 - 14:00

L'eau et le gaz carbonique.

Lors du contact eau-gaz carbonique celui-ci se dissout :

CO2 gaz

La dissolution est r�gie par la loi de Henry si le temps de contact est suffisamment long.
Le CO2 aqueux r�agit avec l'eau et l'on peut repr�senter cette r�action par la formation d'un acide : l'acide carbonique (H2CO3) qui lui-même r�agit pour former l'ion carbonate CO32- et l'ion hydrog�nocarbonate (couramment nommé ion bicarbonate) HCO3-.

L'acide carbonique n'existe aux conditions usuelles sous la forme indiqu�e qu'en concentration extrêmement faible.
De plus lors de sa dissolution le CO2 va plus ou moins s'hydrater : la formulation fournie (H2CO3), est une simplification d'�criture.
Pour �crire la concentration en CO2 dissous on utilisera alors la notation [H2CO3]* ou encore [CO2] avec [H2CO3]* = CO2 aqueux + H2CO3.
Remarque : Lors d'une mesure du CO2 libre on r�alise en fait le dosage de [H2CO3]* : on ne peut mesurer distinctement le CO2 "gaz" et les formes hydrat�es de CO2.

Le "vocabulaire" du CO2 :

On trouve dans la littérature des appellations qui concernent le CO2 et dont voici des définitions.

Le CO2 qui a r�agit apr�s dissolution dans l'eau se trouve donc sous deux formes :

CO2 : Hydrat� ou non, encore appel� CO2 libre.
CO2 : Combin�, encore appel� CO2 li�.

Le CO2 li� peut se pr�senter sous 2 formes :

Ion Hydrog�nocarbonate HCO3-,
Ion carbonate CO32- .

Le CMT ou CO2 total

On d�finira le CO2 total par : CO2T =[H2CO3]*+[HCO3-]+[CO32-]

Le CO2 total est aussi appel� carbone min�ral total : CMT en mole ou millimole par litre.
Cette grandeur intervient dans l'étude de l'équilibre calco-carbonique de l'eau.

H2CO3

HCO3-

Avec ces conventions d'�criture on peut d�crire l'�quilibre par la loi d'action de masse appliqu�e � (5) et (7) :

Les constantes de dissociations K1 et K2 sont donn�es par leurs pK pour les temp�ratures de 0, 25, et 80�C dans le tableau suivant :

Les points notés 1 et 2 correspondent à l'égalité des concentrations de deux espèces : soit pour pH=pK1 et pH=pK2 (ordonnée de -0,3=-log2).

Les courbes sont quasiment constituées de segments de droite de pente 0, 1 ou 2 en fonction du domaine de pH.

La droite d'ordonnées -2 ( concentrations égal à 1/100) permet de définir un seuil de négligeabilité.

R�partition des diff�rentes esp�ces carbonat�es.

Pour une concentration donnée en CMT la répartition des différentes espèces est fonction du pH.

Les diagrammes qui suivent pr�sentent les r�sultats de l'�tude des �quilibres carboniques en fonction du pH à la température de 20ºC :

• r�partition des diff�rentes esp�ces carbonat�es rapport�es au CMT (c'est à dire la concentration de l'espèce divisée par la concentration en CMT).

Pour pH<4,4 l'espèce prédominante est le dioxyde de carbone : c'est le cas des boissons gazeuses ;
Pour pH=6,4 (pH=pK1) on a égalité des concentrations en dioxyde de carbone et en ions bicarbonates ; de même pour pH=10,4 (pH=pK2) on a égalité des concentrations en ions bicarbonates et en ions carbonates. Les points notés 1 et 2 correspondent à ces égalités de concentrations .
Au dessus de pH=12,4 l'espèce prédominante est l'ion carbonate.
En dessous de pH=8,3 l'espèce carbonate se trouve en quantité négligeable.

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Comment dissoudre du dioxyde de carbone dans l'eau ?

Est

Comment dissoudre du gaz dans l'eau ?

Quel produit dissout le carbone ?