Fiche de révision : Dissolution des gaz dans l’eau

📋 Plan du Cours

1. Mélanges et eaux gazeuses
2. Identification du dioxyde de carbone
3. Solubilité des gaz et température
4. Effet de serre et réchauffement
5. Océans et cycle du carbone

📖 1. Mélanges et eaux gazeuses

★ À maîtriser

📌 Un mélange est hétérogène lorsque l’on distingue au moins deux constituants différents à l’œil nu, et il est homogène lorsqu’on ne distingue pas ses constituants.

• Une eau gazeuse peut avoir une origine naturelle, lorsque du dioxyde de carbone est piégé dans la roche puis entraîne la formation d’une eau gazeuse en surface, ou une origine artificielle produite par une machine à soda.

Compléments

• Un gaz dissous sous pression dans l’eau se dégage lors de l’ouverture.

💡 Astuce mémo

Homogène : un seul aspect ; hétérogène : plusieurs constituants visibles.

📖 2. Identification du dioxyde de carbone

🔑 Notions clés & Définitions

• Dioxyde de carbone : Gaz contenu dans les boissons gazeuses qui trouble l’eau de chaux.

📝 Points essentiels

• Pour identifier le gaz d’une boisson gazeuse, on fait passer ce gaz dans de l’eau de chaux et l’apparition d’un trouble indique la présence de dioxyde de carbone.

💡 Astuce mémo

CO₂ dans l’eau de chaux → trouble.

📖 3. Solubilité des gaz et température

🔑 Notions clés & Définitions

• Solubilité : Masse maximale de soluté que l’on peut dissoudre dans un litre de solvant, par exemple l’eau.

★ À maîtriser

• À la pression atmosphérique normale et à 20 °C, le dioxyde de carbone est le gaz le plus soluble dans l’eau avec 878 mL par litre, tandis que le diazote est le moins soluble avec 16 mL par litre.

📐 Formule — Pour un aquarium contenant 96 L d’eau à 20 °C, le volume maximal de dioxygène dissous est $V_{max}=31\,\text{mL/L}\times96\,\text{L}=2976\,\text{mL}\approx3\,\text{L}$.

📌 Plus l’eau est chaude, moins un gaz se dissout dans l’eau.

Compléments

• Dans un litre d’eau à la pression atmosphérique normale, la solubilité du diazote est de 21 mL à 5 °C, 17 mL à 15 °C, 16 mL à 20 °C et 13 mL à 30 °C.

💡 Astuce mémo

Température de l’eau ↑ → solubilité des gaz ↓.

📖 4. Effet de serre et réchauffement

🔑 Notions clés & Définitions

• Gaz à effet de serre : Gaz atmosphériques qui piègent une partie des rayonnements ultraviolets du Soleil et permettent d’obtenir une température moyenne terrestre de 15 °C.
• Réchauffement climatique : Augmentation de la température moyenne des océans et de l’atmosphère terrestre, mesurée à l’échelle mondiale sur plusieurs décennies.

★ À maîtriser

📌 L’augmentation actuelle des gaz à effet de serre, tels que le dioxyde de carbone, dans l’atmosphère joue un rôle important dans le réchauffement climatique.

Compléments

• Sans effet de serre, la température terrestre serait d’environ -270 °C et la planète serait gelée, tandis que l’effet de serre naturel permet une température moyenne de 15 °C.

💡 Astuce mémo

GES ↑ → rayonnement piégé ↑ → température moyenne ↑.

📖 5. Océans et cycle du carbone

★ À maîtriser

• 🔄 Le bilan simplifié du dioxyde de carbone suit cette séquence.:
  1. Les activités humaines ajoutent 10 tonnes de CO₂
  2. Les plantes absorbent 2,5 tonnes par photosynthèse
  3. Les océans absorbent 2,5 tonnes par dissolution
  4. Il reste 5 tonnes supplémentaires de CO₂ dans l’atmosphère

📌 Les océans limitent le réchauffement climatique en absorbant une partie du dioxyde de carbone atmosphérique par dissolution, mais leur capacité d’absorption diminue lorsque leur température augmente.

Compléments

• En 2019, 43 milliards de tonnes de dioxyde de carbone ont été rejetées dans l’atmosphère.

💡 Astuce mémo

Dissolution du CO₂ par les océans → moins de CO₂ atmosphérique.

📊 Tableaux de synthèse

Solubilité des gaz dans l’eau