DIOXYDE DE CARBONE: CARACTÉRISTIQUES, UTILISATIONS ET DANGERS - CHIMIE - 2025

Le dioxyde de carbone est un gaz incolore et inodore à température et pression atmosphérique. C'est une molécule composée d'un atome de carbone (C) et de deux atomes d'oxygène (O). Forme de l'acide carbonique (un acide doux) lorsqu'il est dissous dans l'eau. Il est relativement non toxique et ignifuge.

Il est plus lourd que l'air et peut donc provoquer une suffocation lorsqu'il est déplacé. En cas d'exposition prolongée à la chaleur ou au feu, son contenant peut se rompre violemment et expulser des projectiles.

Il est utilisé pour congeler les aliments, pour contrôler les réactions chimiques et comme agent extincteur.

• Formule: CO2
• Numéro CAS: 124-38-9
• UN: 1013

Structure 2D

caractéristiques

Proprietes physiques et chimiques

Poids moléculaire:	44,009 g / mol
Point de sublimation:	-79 ° C
Solubilité dans l'eau, ml / 100 ml à 20 ° C:	88
Pression de vapeur, kPa à 20 ° C:	5720
Densité de vapeur relative (air = 1):	1,5
Coefficient de partage octanol / eau en log Pow:	0,83

Le dioxyde de carbone appartient au groupe des substances chimiquement non réactives (avec l'argon, l'hélium, le krypton, le néon, l'azote, l'hexafluorure de soufre et le xénon, par exemple).

Inflammabilité

Le dioxyde de carbone, comme le groupe des substances chimiquement non réactives, n'est pas inflammable (bien qu'il puisse le devenir à des températures très élevées).

Réactivité

Les substances chimiquement non réactives sont considérées comme non réactives dans des conditions environnementales typiques (bien qu'elles puissent réagir dans des circonstances relativement extrêmes ou sous catalyse). Ils résistent à l'oxydation et à la réduction (sauf dans des conditions extrêmes).

Lorsqu'elles sont en suspension dans du dioxyde de carbone (en particulier en présence d'oxydants forts tels que les peroxydes), les poudres de magnésium, lithium, potassium, sodium, zirconium, titane, certains alliages de magnésium et d'aluminium, et d'aluminium, de chrome et de magnésium chauffés sont inflammable et explosif.

La présence de dioxyde de carbone peut provoquer une décomposition violente dans des solutions d'hydrure d'aluminium dans l'éther, lorsque le résidu est chauffé.

Les dangers découlant de l'utilisation du dioxyde de carbone dans les systèmes de prévention des incendies et d'extinction pour les volumes confinés d'air et les vapeurs inflammables sont en cours d'évaluation.

Le risque associé à son utilisation est centré sur le fait que de grandes décharges électrostatiques peuvent être créées qui déclenchent l'explosion.

Le contact du dioxyde de carbone liquide ou solide avec de l'eau très froide peut entraîner une ébullition vigoureuse ou violente du produit et une vaporisation extrêmement rapide en raison des grandes différences de température impliquées.

Si l'eau est chaude, il est possible qu'une explosion de liquide se produise en raison d'une «surchauffe». Les pressions peuvent atteindre des niveaux dangereux si du gaz liquide entre en contact avec de l'eau dans un récipient fermé. Un acide carbonique faible se forme lors d'une réaction non dangereuse avec l'eau.

Toxicité

Les substances chimiquement non réactives sont considérées comme non toxiques (bien que les substances gazeuses de ce groupe puissent agir comme des asphyxiants).

L'inhalation prolongée de concentrations égales ou inférieures à 5% de dioxyde de carbone entraîne une augmentation de la fréquence respiratoire, des maux de tête et de subtils changements physiologiques.

Cependant, une exposition à des concentrations plus élevées peut entraîner une perte de conscience et la mort.

Les gaz liquides ou froids peuvent provoquer des engelures sur la peau ou les yeux similaires à une brûlure. Le solide peut provoquer des brûlures par contact froid.

Applications

Utilisations de gaz carbonique. Une grande proportion (environ 50%) de tout le dioxyde de carbone récupéré est utilisée au point de production pour fabriquer d'autres produits chimiques commercialement importants, principalement l'urée et le méthanol.

Une autre utilisation importante du dioxyde de carbone à proximité de la source du gaz est la récupération assistée du pétrole.

Le reste du dioxyde de carbone généré dans le monde est converti en sa forme liquide ou solide pour être utilisé ailleurs, ou est évacué dans l'atmosphère, car le transport du gaz carbonique n'est pas économiquement viable.

Utilisations du dioxyde de carbone solide

La glace sèche était à l'origine la plus importante des deux formes non gazeuses de dioxyde de carbone.

Son utilisation est devenue populaire aux États-Unis au milieu des années 1920 comme réfrigérant pour la conservation des aliments, et dans les années 1930, elle est devenue un facteur majeur de la croissance de l'industrie de la crème glacée.

Après la Seconde Guerre mondiale, des changements dans la conception des compresseurs et la disponibilité d'aciers spéciaux à basse température ont permis de liquéfier le dioxyde de carbone à grande échelle. Par conséquent, le dioxyde de carbone liquide a commencé à remplacer la glace sèche dans de nombreuses applications.

Utilisations du dioxyde de carbone liquide

Les utilisations du dioxyde de carbone liquide sont nombreuses. Dans certains, sa composition chimique importe et dans d'autres, ce n'est pas le cas.

Parmi ceux-ci, nous avons: l'utilisation comme milieu inerte, pour favoriser la croissance des plantes, comme milieu de transfert de chaleur dans les centrales nucléaires, comme réfrigérant, des utilisations basées sur la solubilité du dioxyde de carbone, des utilisations chimiques et d'autres utilisations.

Utilisation comme milieu inerte

Le dioxyde de carbone est utilisé à la place d'une atmosphère atmosphérique lorsque la présence d'air entraînerait des effets indésirables.

Lors de la manipulation et du transport des produits alimentaires, l'oxydation de ceux-ci (qui entraîne une perte de goût ou la croissance de bactéries) peut être évitée en utilisant du dioxyde de carbone.

Utiliser pour favoriser la croissance des plantes

Cette technique est appliquée par les producteurs de fruits et légumes, qui introduisent le gaz dans leurs serres pour donner aux plantes des niveaux de dioxyde de carbone plus élevés que ceux normalement présents dans l'air. Les plantes réagissent par une augmentation de leur taux d'assimilation du dioxyde de carbone et par une augmentation de la production d'environ 15%.

Utilisation comme fluide caloporteur dans les centrales nucléaires

Le dioxyde de carbone est utilisé dans certains réacteurs nucléaires comme moyen de transfert thermique intermédiaire. Il transfère la chaleur des processus de fission à la vapeur ou à l'eau bouillante dans les échangeurs de chaleur.

Utiliser comme réfrigérant

Le dioxyde de carbone liquide est largement utilisé pour la congélation des aliments ainsi que pour leur stockage et leur transport ultérieurs.

Utilisations basées sur la solubilité du dioxyde de carbone

Le dioxyde de carbone a une solubilité modérée dans l'eau et cette propriété est utilisée dans la production de boissons alcoolisées et non alcoolisées effervescentes. C'était la première application majeure du dioxyde de carbone. L'utilisation du dioxyde de carbone dans l'industrie des aérosols est en constante augmentation.

Utilisations chimiques

Dans la production de moules et de noyaux de fonderie, la réaction chimique entre le dioxyde de carbone et la silice est utilisée, qui sert à joindre les grains de sable.

Le salicylate de sodium, l'un des intermédiaires dans la fabrication de l'aspirine, est fabriqué en faisant réagir du dioxyde de carbone avec du phénolate de sodium.

La carbonatation des eaux adoucies est effectuée à l'aide de dioxyde de carbone pour éliminer la précipitation des composés de chaux insolubles.

Le dioxyde de carbone est également utilisé dans la production de carbonate de plomb basique, de carbonates de sodium, de potassium et d'ammonium et d'hydrogénocarbonate.

Il est utilisé comme agent neutralisant dans les opérations de mercerisation dans l'industrie textile car il est plus commode à utiliser que l'acide sulfurique.

Autres utilisations

Le dioxyde de carbone liquide est utilisé dans un procédé d'extraction du charbon, il peut être utilisé pour isoler certains arômes et parfums, anesthésie des animaux avant abattage, cryo-marquage des animaux, génération de brouillard pour les productions théâtrales, des exemples de telles utilisations sont la congélation de tumeurs et verrues bénignes, les lasers, la production d'additifs pour huile lubrifiante, le traitement du tabac et l'assainissement avant l'enfouissement.

Effets cliniques

L'exposition aux asphyxiants se produit principalement dans les milieux industriels, parfois dans le contexte de catastrophes naturelles ou industrielles.

Les asphyxiants simples comprennent, mais sans s'y limiter, le dioxyde de carbone (CO2), l'hélium (He) et les hydrocarbures gazeux (méthane (CH4), éthane (C2H6), propane (C3H8) et butane (C4H10)).

Ils agissent en déplaçant l'oxygène de l'atmosphère, entraînant une diminution de la pression partielle de l'oxygène alvéolaire et, par conséquent, une hypoxémie.

L'hypoxémie produit une image d'euphorie initiale, ce qui peut compromettre la capacité du patient à échapper à l'environnement toxique.

Le dysfonctionnement du SNC et le métabolisme anaérobie indiquent une toxicité sévère.

Intoxication légère à modérée

La saturation en oxygène peut être inférieure à 90%, même chez les patients asymptomatiques ou légèrement symptomatiques. Il se produit avec une diminution de la vision nocturne, des maux de tête, des nausées, une augmentation compensatoire de la respiration et du pouls.

Empoisonnement sévère

La saturation en oxygène peut être de 80% ou moins. Il y a une diminution de la vigilance, de la somnolence, des étourdissements, de la fatigue, de l'euphorie, des pertes de mémoire, une diminution de l'acuité visuelle, une cyanose, une perte de conscience, des dysrythmies, une ischémie myocardique, un œdème pulmonaire, des convulsions et la mort.

Sécurité et risques

Mentions de danger du Système général harmonisé de classification et d'étiquetage des produits chimiques (SGH).

Le Système général harmonisé de classification et d'étiquetage des produits chimiques (SGH) est un système internationalement reconnu, créé par les Nations Unies, conçu pour remplacer les diverses normes de classification et d'étiquetage utilisées dans différents pays grâce à l'utilisation de critères cohérents à l'échelle mondiale (Nations Nations, 2015).

Les classes de danger (et leur chapitre GHS correspondant), les normes de classification et d'étiquetage et les recommandations pour le dioxyde de carbone sont les suivantes (Agence européenne des produits chimiques, 2017; Nations Unies, 2015; PubChem, 2017):

(Nations Unies, 2015, p. 345).

(Nations Unies, 2015, p. 346).

Références

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