BOOST PHYSIQUE-CHIMIE - DISSOLUTION DES GAZ DANS L'EAU

I. Gaz dissout

Pour commencer, voici une expérience très simple : on a une bouteille d’eau gazeuse fermée. On la débouche et on constate quelques petites bulles de gaz. Cela signifie qu’il y avait du gaz dissout dans l’eau puisque le mélange initial était un mélange homogène. Le gaz dissout dans les boissons gazeuses est le dioxyde de carbone de formule chimique CO₂. On peut aussi faire une autre expérience pour voir les gaz dissous dans l’eau : lorsqu’on met une casserole d’eau sur le feu on voit apparaître, au début, de toutes petites bulles de gaz. Ce n’est pas de la vapeur d’eau mais bien les gaz dissous dans l’eau.

II. Solubilité

Plus la température augmente et plus la solubilité des gaz dans l’eau diminue. C’est ce que l’on voit avec l’expérience de l’eau dans la casserole puisque quand on chauffe l’eau, les gaz sont moins solubles et apparaissent au fond de la casserole sous forme de bulles.

De manière général, lorsque la pression augmente, la solubilité augmente. On peut illustrer cela de la manière suivante : on a une seringue dans laquelle il y a de l’eau gazeuse. La seringue est bouchée. On va appuyer sur le piston de la seringue, la pression va augmenter et on constate qu’il y a moins de bulles dans l’eau gazeuse. En effet, la solubilité a augmenté donc les gaz sont plus dissous dans l’eau quand la pression est plus importante.

III. Extraction par déplacement d’eau

Comment extraire un gaz dissous dans l’eau par la technique du déplacement d’eau ?

Pour cela, on va réaliser un montage. On met une boisson gazeuse, on place sur la boisson gazeuse un bouchon troué, on fait passer un tube à l’intérieur, on plonge ce tube dans un cristallisoir dans lequel on a placé de l’eau et on le place à l’intérieur d’un tube à essai initialement rempli d’eau. Le gaz présent dans la boisson gazeuse va passer à travers le tube et va progressivement prendre la place de l’eau dans le tube à essai, d’où le nom « déplacement d’eau ». On peut éventuellement, pour accélérer le dégazage, légèrement agiter ou légèrement chauffer mais il ne faut pas chauffer à une température de plus de 100°C sinon on va récupérer de la vapeur d’eau. Il ne faut pas trop agiter non plus, sinon on va avoir de l’air en plus du gaz des boissons gazeuses.

On peut ensuite faire le test d’identification du dioxyde de carbone : on place dans le tube à essai, très rapidement, de l’eau de chaux, et si on observe un précipité blanc, cela vient confirmer que le gaz présent dans les boissons gazeuses est bien du dioxyde de carbone.