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Sciences

Bonjour, j'aimerais savoir la réction moléculaire pendant la carbonatation de l'eau et pourquoi on utilise une eau carbonaté pour obtenir les sodas pendant la mise en bouteille?

Question de issiaga, 27 ans

Didier Perret

Réponse de Didier Perret

Docteur

Section de chimie et biochimie
Université de Genève

Ce qu’on appelle la "carbonatation" de l’eau, c’est le processus de passage dans l’eau du gaz dioxyde de carbone CO2 présent dans l’air.

Le dioxyde de carbone a une solubilité relativement élevée dans l’eau, d’autant plus que l’eau est froide: à 50°C, une eau pure sera saturée en CO2 à 0.58 grammes par litre, tandis que près de 0°C, il sera possible d’introduire jusqu’à 3.5 grammes de CO2 par litre.

Le dioxyde de carbone qui se solubilise dans l’eau peut être littéralement visualisé comme étant des molécules de CO2 se retrouvant entourées de molécules d’eau H2O. Si ce processus était le seul à affecter l’interaction entre le dioxyde de carbone et l’eau, la quantité de CO2 qui passerait dans l’eau serait alors négligeable.

Seulement voilà, le dioxyde de carbone et l’eau peuvent aussi réagir chimiquement, c’est-à-dire former créer des liaisons, se transformer et produire une nouvelle molécule, l’acide carbonique, dont la formule est H2CO3. On constate qu’une molécule de H2CO3 contient autant d’atomes d’hydrogène H, de carbone C et d’oxygène O, qu’une molécule de CO2 et une molécule de H2O. Grâce à cette réaction et à la formation d’acide carbonique, il devient alors possible de dissoudre beaucoup plus de dioxyde de carbone dans l’eau.

Mais cela n’est pas fini, car l’acide carbonique est, comme son nom l’indique, un acide, et qu’une fois formé dans l’eau, il peut réagir comme tous les acides, à savoir perdre un de ses deux protons (entité acide H+) pour devenir un ion appelé bicarbonate de formule HCO3-, ou même perdre ses deux protons pour devenir un ion appelé carbonate de formule CO32-.

Il existe évidemment un équilibre subtil entre les proportions de dioxyde de carbone, d’acide carbonique H2CO3, de bicarbonate HCO3-, et de carbonate CO32-.

En conclusion, la solubilisation de dioxyde de carbone CO2 dans l’eau conduit à la formation d’ions bicarbonate HCO3- et carbonate CO32-, d’où le nom de carbonatation de l’eau.

Lors de la préparation de sodas, qui sont des boissons gazeuses, l’objectif est d’obtenir des boissons qui pétillent, donc qui contiennent beaucoup de dioxyde de carbone. C’est la raison pour laquelle les bouteilles de sodas ont une pression interne qui peut être élevée; cette pression vient du fait que lors de la mise en bouteille, du dioxyde de carbone est artificiellement introduit dans la bouteille à pression suffisamment élevée pour que sa concentration soit grande. Sans dioxyde de carbone, le soda serait bien plat…

19 juin 2019

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