La réaction de dissolution du CO2 dans l'eau

Lorsque le CO2 est dissous dans l’eau il forme un acide carbonique, voici l’équation de cette réaction chimique :

H2O + CO2H2CO3

On peut appeler cela une réaction de carbonatation car la carbonatation est l’ajout de dioxyde de carbone dans un liquide à base d’eau.
C’est une réaction d’équilibre, c'est-à-dire qu’elle peut avoir lieu dans les deux sens (celà explique la double flèche). En effet si on secoue ou chauffe la bouteille contenant cette solution, le gaz carbonique peut très bien s’échapper.

L'acide carbonique H2CO3 :

h2co3-1.jpg 

Lorsqu’on boit une boisson gazeuse, ce ne sont pas les bulles qui piquent la langue, mais l’acide carbonique H2CO3 formé (d’où l’intérêt de gardes ses boissons gazeuses au frais et de les refermer après utilisation pour que la saveur pétillante ne s’échappe pas).
Une équipe de scientifiques de l’Institut Max Born à Berlin, en collaboration avec une   équipe de l’Université Ben Gurion du Negev (Beersheva, Israël), a réussi à observer l’acide carbonique en solution pour la première fois en se servant de la spectroscopie ultrarapide.
L’acide carbonique n’est que modérément stable parce qu’il se déshydrate pour former du CO2 (et donc se re-décompose en CO2 et H2O).

Déprotonation de l'acide carbonique : 

En revanche lorsque le CO2 se dissout dans une solution basique (pH supérieur à 7, on rappelle que le pH mesure l’acidité de la solution), la réaction est différente.
Après la première réaction décrite ci-dessus, l'acide carbonique H2CO3, qui est un diacide (car il peut se dissocier deux fois de suite en solution aqueuse) va se dissocier deux fois de suite dans l'eau en libérant chaque fois un proton H+ : c’est la déprotonation.

Oter le premier proton de l'acide carbonique forme un anion bicarbonate (HCO3), ôter le second proton forme un anion carbonate (CO32–).

H2O + H2CO3 → H3O+  +  HCO3 -

H2O+  +  HCO3 - → H4O+  +  CO3 2-

De cette façon, la solubilité du CO2 est considérablement augmentée.

 

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