Pourquoi le CO2 (dioxyde de carbone) est-il soluble dans l’eau ?

par

Oui, le CO 2 (dioxyde de carbone) est soluble dans l’eau. Il est soluble dans l’eau car les molécules de CO 2 peuvent réagir avec les molécules d’eau pour former de l’acide carbonique (H 2 CO 3 ), qui se dissocie ensuite en ions bicarbonate [(HCO 3 )-] et en ions hydrogène (H+), permettant sa dissolution dans eau.

Eh bien, c’était juste une réponse simple. Mais il y a quelques choses supplémentaires à savoir sur ce sujet qui rendront votre concept très clair.

Alors allons-y directement.

Points clés à retenir : le CO2 est-il soluble dans l’eau ?

  • Le CO 2 est soluble dans l’eau en raison de sa polarité et de la formation d’acide carbonique lorsqu’il réagit avec l’eau.
  • Des facteurs tels que la température, la pression, le pH, la salinité et la présence d’autres solutés peuvent influencer la solubilité du CO 2 dans l’eau.
  • Les solvants non polaires comme l’hexane, l’heptane et le benzène ont une faible solubilité du CO 2 par rapport aux solvants polaires comme l’eau.

Explication : Pourquoi le CO2 est-il soluble dans l’eau ?

Le dioxyde de carbone ( CO 2 ) est soluble dans l’eau en raison de ses propriétés moléculaires et de la nature des forces intermoléculaires impliquées.

Lorsque le CO 2 se dissout dans l’eau, il subit une réaction appelée hydratation, entraînant la formation d’acide carbonique (H 2 CO 3 ) :

CO2 + H2O → H2CO3

La solubilité du CO 2 dans l’eau peut être attribuée à plusieurs facteurs :

  • Liaison hydrogène : Les molécules d’eau peuvent former des liaisons hydrogène entre elles en raison de la présence d’atomes d’hydrogène avec une charge partielle positive et d’atomes d’oxygène avec une charge partielle négative. Lorsque le CO 2 se dissout dans l’eau, il peut perturber certaines de ces liaisons hydrogène, permettant ainsi aux molécules d’eau d’interagir avec les molécules de CO 2 grâce à des forces intermoléculaires plus faibles.
  • Interactions dipôle-dipôle : La nature polaire de l’eau et les liaisons polaires du dioxyde de carbone permettent des interactions dipôle-dipôle entre les atomes d’hydrogène chargés positivement de l’eau et l’atome d’oxygène chargé négativement du CO 2 . Ces interactions contribuent à la solubilité du CO 2 dans l’eau.

Il est important de noter que même si le CO 2 est soluble dans l’eau, sa solubilité est relativement faible par rapport à certains autres gaz. Des facteurs tels que la température, la pression et la présence d’autres solutés peuvent influencer la solubilité du CO 2 dans l’eau.

Quels facteurs affectent la solubilité du CO2 dans l’eau ?

La solubilité du dioxyde de carbone (CO 2 ) dans l’eau peut être influencée par plusieurs facteurs :

  1. Température : Généralement, la solubilité des gaz dans l’eau diminue à mesure que la température augmente. Cela signifie qu’à des températures plus élevées, moins de CO 2 peut se dissoudre dans l’eau. À l’inverse, à des températures plus basses, la solubilité du CO 2 augmente. Cette relation suit la loi de Henry, qui stipule que la solubilité d’un gaz dans un liquide est directement proportionnelle à la pression partielle du gaz au-dessus du liquide.
  2. Pression : Augmenter la pression du CO 2 au-dessus de l’eau peut améliorer sa solubilité. Selon la loi de Henry , la solubilité d’un gaz dans un liquide est directement proportionnelle à la pression partielle du gaz. Par conséquent, des pressions plus élevées de CO 2 entraîneront une plus grande solubilité dans l’eau. C’est le principe de la carbonatation des boissons gazeuses, où le CO 2 à haute pression est dissous dans le liquide.
  3. pH : Le pH de l’eau peut influencer la solubilité du CO 2 car le CO 2 réagit avec l’eau pour former de l’acide carbonique (H 2 CO 3 ). L’acide carbonique peut se dissocier en ions hydrogène (H+) et en ions bicarbonate (HCO 3 )-. Dans des conditions plus acides (pH plus faible), l’équilibre se déplace vers la formation de davantage de molécules de CO 2 . Par conséquent, des valeurs de pH plus faibles peuvent augmenter la solubilité du CO 2 dans l’eau.
  4. Présence d’autres solutés : La présence d’autres solutés dans l’eau peut influencer la solubilité du CO 2 . Par exemple, la présence de composés organiques dissous ou d’autres gaz peut entrer en compétition pour les interactions avec les molécules d’eau, affectant potentiellement la solubilité du CO 2 .

Il est important de noter que ces facteurs peuvent interagir les uns avec les autres et que la solubilité du CO 2 dans l’eau est un processus d’équilibre complexe qui dépend de plusieurs variables.

Lectures complémentaires

Pourquoi le NH3 (ammoniac) est-il soluble dans l’eau ?
 Pourquoi le méthanol (CH3OH) est-il soluble dans l’eau ?
 Pourquoi l’acétone est-elle soluble dans l’eau ?
 L’hexane est-il soluble dans l’eau ?
 Pourquoi l’éthanol est-il soluble dans l’eau ?

Laissez un commentaire