Dioxyde de carbone

Dioxyde de carbone
Représentation en 2D du CO2Représentation en 3D du CO2
Structure du dioxyde de carbone.
Identification
Nom UICPA Dioxyde de carbone
Synonymes

Gaz carbonique, anhydride carbonique

No CAS 124-38-9
No ECHA 100.004.271
No CE 204-696-9
Code ATC V03AN02
PubChem 280
ChEBI 16526
No E E290
SMILES
InChI
Apparence Gaz comprimé liquéfié, incolore et inodore[1]
Propriétés chimiques
Formule CO2  [Isomères]
Masse molaire[2] 44,009 5 ± 0,001 4 g/mol
C 27,29 %, O 72,71 %,
Propriétés physiques
fusion −78,48 °C (sublimation à 760 mmHg)[3]
ébullition −56,6 °C (5,12 atm)[3]
Solubilité dans l'eau à 20 °C :
88 ml/100 ml[1] sous 1 bar de CO2, soit 1,69 g/kg d'eau (3,35 g à °C, 0,973 g à 40 °C et 0,576 g à 60 °C)[4]
Masse volumique 1,87 kg m−3 (gaz à 15 °C 1,013 bar)
plus dense que l'air
Pression de vapeur saturante 5 720 kPa (20 °C)[1]

569,1 mmHg (−82 °C) ;
104,2 mmHg (−100 °C) et
10,5 mmHg (−120 °C)[3]

Viscosité dynamique 0,07 mPa s à −78 °C
Point critique 31,3 °C ; 72,9 atm et 0,464 g cm−3[3]
Point triple −56,6 °C à 5,11 atm[3]
Conductivité thermique 3,840 × 10−5 cal cm−1 s−1 K−1
à 20 °C
Vitesse du son 259 m s−1 (°C,1 atm)[6]
Thermochimie
ΔfH0gaz −393,52 kJ mol−1[7]
Cp
Propriétés électroniques
1re énergie d'ionisation 13,773 ± 0,002 eV (gaz)[9]
Cristallographie
Classe cristalline ou groupe d’espace P42/mnm
Paramètres de maille a = 3,535 Å

b = 3,535 Å
c = 4,140 Å
α = 90,00°
β = 90,00°
γ = 90,00°[10]

Volume 51,73 Å3[10]
Propriétés optiques
Indice de réfraction  1,000 45 (1 atm)
Précautions
SGH[12]
SGH04 : Gaz sous pressionSGH09 : Danger pour le milieu aquatique
Attention
H280, P403 et P410
SIMDUT[13]
A : Gaz comprimé
A,
Transport
   1013   

   2187   

   1845   
[11]

Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

Le dioxyde de carbone, aussi appelé gaz carbonique ou anhydride carbonique, est un composé inorganique dont la formule chimique est CO2, la molécule ayant une structure linéaire de la forme O=C=O. Il se présente, sous les conditions normales de température et de pression, comme un gaz incolore, inodore, à la saveur piquante.

Le CO2 est utilisé par l'anabolisme des végétaux pour produire de la biomasse à travers la photosynthèse, processus qui consiste à réduire le dioxyde de carbone par l'eau, grâce à l'énergie lumineuse reçue du Soleil et captée par la chlorophylle, en libérant de l'oxygène pour produire des oses, et en premier lieu du glucose par le cycle de Calvin. Le CO2 est libéré, à travers le cycle de Krebs, par le catabolisme des plantes, des animaux, des fungi (mycètes, ou champignons) et des micro-organismes. Ce catabolisme consiste notamment à oxyder les lipides et les glucides en eau et en dioxyde de carbone grâce à l'oxygène de l'air pour produire de l'énergie et du pouvoir réducteur, sous forme respectivement d'ATP et de NADH + H+. Le CO2 est par conséquent un élément fondamental du cycle du carbone sur notre planète. Il est également produit par la combustion des énergies fossiles telles que le charbon, le gaz naturel et le pétrole, ainsi que par celle de toutes les matières organiques en général. C'est un sous-produit indésirable dans les processus industriels à grande échelle.

Des quantités significatives de CO2 sont par ailleurs rejetées par les volcans et autres phénomènes géothermiques tels que les geysers.

En décembre 2023, l'atmosphère terrestre comportait 421 ppmv (parties par million en volume) de CO2, soit 0,0421 %. Cette teneur était de 283 ppmv en 1839 d'après des carottes de glace prélevées dans l'Antarctique, soit une augmentation globale d'environ 49 % en 184 ans.

Le CO2 est un gaz à effet de serre majeur, transparent en lumière visible mais absorbant dans le domaine infrarouge, de sorte qu'il tend à bloquer la réémission vers l'espace de l'énergie thermique reçue au sol sous l'effet du rayonnement solaire. Il est responsable d'environ 26 % de l'effet de serre à l'œuvre dans l'atmosphère terrestre (la vapeur d'eau en assurant 60 %) ; l'augmentation de sa concentration est responsable de l'essentiel du changement climatique constaté à l'échelle de notre planète depuis les dernières décennies du XXe siècle. Par ailleurs, l'acidification des océans résultant de la dissolution du dioxyde de carbone atmosphérique pourrait compromettre la survie de nombreux organismes marins avant la fin du XXIe siècle.

  1. a b et c DIOXYDE DE CARBONE, Fiches internationales de sécurité chimique
  2. Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
  3. a b c d et e « Carbon dioxide », sur Hazardous Substances Data Bank (consulté le )
  4. Bernard M. et Busnot F. (1996), Usuel de chimie générale et minérale, Dunod, Paris, p. 229.
  5. a b et c (en) Robert H. Perry et Donald W. Green, Perry's Chemical Engineers' Handbook, États-Unis, McGraw-Hill, , 7e éd., 2400 p. (ISBN 0-07-049841-5), p. 2-50
  6. (en) W. M. Haynes, Handbook of Chemistry and Physics, CRC, 2010-2011, 91e éd., 2610 p. (ISBN 978-1-4398-2077-3), p. 14-40
  7. (en) Irvin Glassman et Richard A. Yetter, Combustion, Amsterdam/Boston, Elsevier, , 4e éd., 773 p. (ISBN 978-0-12-088573-2), p. 6
  8. (en) Carl L. Yaws, Handbook of Thermodynamic Diagrams, vol. 1-3, Huston, Texas, Gulf Pub., (ISBN 0-88415-857-8, 978-0-88415-858-5 et 978-0-88415-859-2)
  9. (en) David R. Lide, Handbook of Chemistry and Physics, CRC, , 89e éd., 2736 p. (ISBN 978-1-4200-6679-1), p. 10-205
  10. a et b « Carbon Dioxide », sur www.reciprocalnet.org (consulté le )
  11. a et b Entrée du numéro CAS « 124-38-9 » dans la base de données de produits chimiques GESTIS de la IFA (organisme allemand responsable de la sécurité et de la santé au travail) (allemand, anglais), accès le 6 décembre 2008 (JavaScript nécessaire)
  12. SIGMA-ALDRICH
  13. « Dioxyde de carbone » dans la base de données de produits chimiques Reptox de la CSST (organisme québécois responsable de la sécurité et de la santé au travail), consulté le 25 avril 2009

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