Carbonatation

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La carbonatation est une réaction de combinaison avec le dioxyde de carbone. Ce sont les bases qui sont carbonatées, éventuellement à l'air, celui-ci contenant un peu de ce gaz.

Carbonatation de la chaux[modifier | modifier le code]

La chaux Ca(OH)2 se carbonate par absorption du dioxyde de carbone de l'air. Il se forme du carbonate de calcium CaCO3. Cette réaction n'est possible qu'en présence d'eau. Cette réaction se représente par

Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O

Cette réaction se déroule sur les murs passés à la chaux, ce qui forme une croûte superficielle de carbonate de calcium. Quand le mur se craquelle, la chaux sous-jacente se retrouve à son tour à l'air et se carbonate. Le mur s'auto-régénère.

Carbonatation du ciment[modifier | modifier le code]

La carbonatation du ciment diminue son pH et induit la corrosion des armatures métalliques qu'il contient

Le ciment est préparé avec de l'oxyde de calcium CaO comme constituant principal, transformé, une fois gâché, en hydroxyde de calcium (voir ci-dessus). Cette espèce chimique confère au ciment un pH élevé (entre 12,5 et 13), suffisant pour passiver les armatures métalliques qui y sont incluses[1]. La carbonatation du ciment est une réaction lente entre le dioxyde de carbone atmosphérique qui est un acide et le ciment qui est constitué principalement d'une base. Elle fait baisser ce pH et permet alors aux armatures d'être corrodées. Cette corrosion peut se propager à l'armature et mettre en danger la solidité de l'édifice. Cette fragilité est renforcée par le fait que l'oxyde de fer possède un volume supérieur au fer (dû à l'incorporation de 1,5 atomes d'oxygène par atome de fer présent), ce qui conduit à craquer le ciment au voisinage.

Raffinage du sucre[modifier | modifier le code]

Le raffinage du sucre implique l'addition de chaux carbonatée à l'extrait de sucre de la betterave. Ce traitement permet de :

Carbonatation de la soude[modifier | modifier le code]

La soude se carbonate facilement à l'air. Cette réaction explique les amoncellement blancs qui se forment autour des flacons contenant de la soude. Ce produit blanc est, pour l'essentiel, du carbonate de sodium. Son équation de formation est

2HO- + CO2 → CO32- + H2O
et les ions carbonate précipitent avec les ions sodium présents
2Na+ + CO32- → Na2CO3

La soude se carbonate également sans qu'il y ait formation d'un précipité. Il en résulte que la solution, initialement constituée de la seule base forte HO-, en plus des ions sodium, contient aussi la base faible CO32-.

Carbonatation d'un organomagnésien[modifier | modifier le code]

Les organomagnésiens, de formule RMgX, peuvent être carbonatés. La réaction se déroule le plus souvent en ajoutant de la carboglace à une solution de l'organomagnésien dans l'éther. Il se forme ainsi l'acide carboxylique RCOOH après hydrolyse acide [2]. Par exemple

C6H5MgBr + CO2 → C6H5CO2- + Mg2+ + Br-
puis
C6H5CO2- + H3O+ → C6H5CO2H + H2O

C'est une technique de synthèse des acides carboxyliques (et sur cet exemple de l'acide benzoïque). Cette réaction présente l'intérêt de produire un allongement d'un atome de carbone du réactif.

Cette réaction est également une réaction parasite des synthèses magnésiennes qu'il est préférable de protéger avec un léger courant d'azote.

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Article détaillé : Chaux (chimie).
Article détaillé : Carbonatation du béton.

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. « Pourbaix diagram of iron », Corrosion-doctors.org (consulté le 2009-10-14)
  2. Norman L. Allinger, Michael P. Cava, Don C. De Jongh, Carl R. Johnson, Norman A. Lebel et Calvin L. Stevens, chimie organique, Paris, EDISCIENCE/McGRAW-HILL,‎ mai 1975, 1e éd., 1060 p. (ISBN 2 7042 0030 0)