Le dioxyde de carbone est un composé chimique constitué d’une partie de carbone et de deux parties d’oxygène et représenté par la formule chimique CO 2 . Pour un certain nombre de raisons, le dioxyde de carbone est l’un des gaz les plus importants sur Terre. Les plantes utilisent le dioxyde de carbone pour produire des hydrates de carbone (sucres et amidons) dans le processus connu sous le nom de photosynthèse. (Dans la photosynthèse, les plantes utilisent la lumière pour décomposer les composés chimiques et produire de l’énergie). Comme les humains et tous les autres animaux dépendent des plantes pour leur alimentation, la photosynthèse est nécessaire à la survie de toute vie sur Terre.
Le dioxyde de carbone dans l’atmosphère est également important car il capture la chaleur rayonnée par la surface de la Terre. Cette chaleur maintient la planète suffisamment chaude pour que la vie végétale et animale (y compris l’homme) puisse survivre. L’augmentation des niveaux de dioxyde de carbone dans l’atmosphère peut être responsable de changements à long terme dans le climat de la Terre. Ces changements peuvent avoir des effets à la fois bénéfiques et néfastes sur les humains et les autres formes de vie sur la planète.
Historique
Le crédit de la découverte du dioxyde de carbone revient au scientifique flamand Jan Baptista van Helmont (vers 1580-1644 ; certaines sources donnent la date de décès en 1635). Vers 1630, van Helmont a identifié un gaz dégagé par la combustion du bois et lui a donné le nom de gaz sylvestre (« gaz du bois »). Aujourd’hui, nous savons que ce gaz est du dioxyde de carbone. La découverte de Van Helmont est importante non seulement parce qu’il a été le premier à reconnaître le dioxyde de carbone, mais aussi parce qu’il a été le premier à comprendre que l’air est une combinaison de gaz, et non un gaz unique.
Certaines des études les plus complètes sur le dioxyde de carbone ont été menées par le chimiste écossais Joseph Black (1728-1799). En 1756, Black a prouvé que le dioxyde de carbone (que l’on appelait alors « air fixe ») était présent dans l’atmosphère et qu’il pouvait former d’autres composés. Il a également identifié le dioxyde de carbone dans l’air expiré par les humains.
La première utilisation pratique du dioxyde de carbone remonte à une invention du chimiste anglais Joseph Priestley (1733-1804) au milieu des années 1700. Priestley a découvert qu’en dissolvant le dioxyde de carbone dans l’eau, il pouvait produire une boisson fraîche et pétillante au goût agréable. Comme la découverte de Priestley ne manque que de sucre et d’arômes pour en faire une boisson gazeuse ou cola moderne, on peut à juste titre l’appeler le père de l’industrie des boissons gazeuses.
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Propriétés et utilisations
Le dioxyde de carbone est un gaz incolore, inodore et incombustible dont la densité est environ deux fois celle de l’air. Il peut être transformé assez facilement en un solide connu sous le nom de glace sèche. La glace sèche a la propriété intéressante de se sublimer, c’est-à-dire de passer directement de l’état solide à l’état gazeux sans fondre d’abord dans un liquide. Toutes ces propriétés expliquent les plus importantes utilisations commerciales et industrielles du dioxyde de carbone.
Parmi ces utilisations figure celle découverte par Priestley, la fabrication de boissons gazeuses (« soft »). La présence de dioxyde de carbone fournit la saveur légèrement acidulée et picotante qui rend ces boissons si rafraîchissantes. Le dioxyde de carbone est également largement utilisé comme agent de refroidissement, comme réfrigérant et comme ingrédient dans la fabrication d’aliments surgelés. Les extincteurs au dioxyde de carbone sont souvent utilisés pour maîtriser les incendies électriques et pétroliers, qui ne peuvent être éteints avec de l’eau. Comme le gaz est plus dense que l’air et qu’il ne s’enflamme pas, il se répand comme une couverture sur les matériaux en feu et étouffe les flammes. En outre, le dioxyde de carbone est parfois utilisé comme une couverture gazeuse pour empêcher les substances de se décomposer.
Dans de rares circonstances, le dioxyde de carbone peut constituer une menace pour la vie. En 1896, un énorme nuage de ce gaz a explosé du lac Nyos, un lac volcanique situé au nord-ouest du Cameroun, une nation d’Afrique occidentale. Le nuage s’est rapidement propagé et a étouffé plus de 1 700 personnes et 8 000 animaux. Aujourd’hui, les scientifiques tentent de contrôler ce phénomène en pompant lentement du gaz carbonique au fond du lac.
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