Extraction du gaz dissous dans les boissons gazeuses

Certaines eaux minérales sont pétillantes ; leur étiquette indique qu'elles sont gazéifiées. D'où vient le gaz qu'elles contiennent ?
Réponse : le gaz est parfois présent naturellement dans l'eau, mais le plus souvent il est injecté dans la bouteille après remplissage. De quel gaz s'agit-il ? Quelles sont ses propriétés ?
I. L'extraction du gaz
• Pour ne pas confondre « l'eau gazeuse » avec l'eau à l'état de gaz qui est de la vapeur d'eau, nous utiliserons de préférence le terme « eau pétillante ».
•  Afin de pouvoir étudier le gaz présent dans une eau pétillante, il faut pouvoir l'en extraire.
• On peut recueillir un gaz par déplacement d'eau : les bulles de gaz dissous montent dans l'éprouvette pleine d'eau, retournée dans un cristallisoir rempli d'eau. Elles prennent la place de l'eau et la déplacent vers le cristallisoir.
Extraction du gaz dissous dans les boissons gazeuses - illustration 1
•  Pour accélérer la séparation du gaz et de l'eau, nous pouvons agiter la bouteille ou la chauffer. Dans ce dernier cas, nous utilisons le fait que la solubilité de ce gaz dans l'eau diminue quand la température s'élève.
II. L'identification du gaz
• Pour identifier le gaz présent dans les eaux pétillantes, nous allons réaliser un test d'identification à l'eau de chaux.
L'eau de chaux est une solution d'oxyde de calcium. Elle est préparée en réalisant un mélange d'eau distillée et de chaux éteinte appelée « lait de chaux », que l'on filtre. La solution limpide obtenue est de l'eau de chaux. Une solution est limpide si elle est claire et transparente.
• Au contact du dioxyde de carbone, l'eau de chaux n'est plus limpide : il apparaît un précipité blanchâtre. Un précipité est un corps insoluble qui se forme par réaction entre plusieurs substances en solution.
• Nous pouvons vérifier avec l'eau de chaux ce qu'il en est du gaz récupéré dans l'éprouvette.
•  Protocole : versons de l'eau de chaux dans l'éprouvette contenant le gaz récupéré précédemment par déplacement d'eau, puis agitons l'éprouvette.
•  Observation : quand l'eau de chaux et le gaz se mélangent, un précipité blanchâtre apparaît dans l'éprouvette. L'eau de chaux n'est plus limpide.
•  Interprétation : le gaz contenu dans l'eau minérale gazeuse pétillante est donc du dioxyde de carbone, également appelé gaz carbonique. Ce test à l'eau de chaux donne le même résultat avec toutes les boissons pétillantes.
• Toutes les boissons pétillantes contiennent du dioxyde de carbone.
Quelle méthode permet d'extraire le gaz des boissons pétillantes ?
Cochez la bonne réponse.
la méthode par déplacement de gaz
la méthode par aspiration
la méthode par déplacement d'eau
On peut recueillir un gaz par déplacement d'eau : les bulles de gaz dissous montent dans l'éprouvette pleine d'eau, retournée dans un cristallisoir rempli d'eau. Elles prennent la place de l'eau et la déplacent vers le cristallisoir.
Complète la phrase suivante.
Écrivez la réponse dans la zone colorée.
Le gaz contenu dans les boissons pétillantes est du .
Les sodas, les eaux minérales pétillantes et autres boissons pétillantes contiennent un gaz dissous appelé dioxyde de carbone ou gaz carbonique. Ce gaz est incolore et inodore. Il n'est pas toxique mais peut être asphyxiant.
Pour identifier le dioxyde de carbone, on réalise un test :
Cochez la bonne réponse.
avec du sulfate de cuivre.
avec de l'eau chaude.
avec de l'eau de chaux.
• Pour identifier le gaz présent dans les eaux pétillantes, on réalise un test d'identification à l'eau de chaux.
• L'eau de chaux est une solution d'oxyde de calcium. Elle est préparée en réalisant un mélange d'eau distillée et de chaux éteinte appelée « lait de chaux », que l'on filtre. La solution obtenue est limpide.
• Au contact du dioxyde de carbone, l'eau de chaux n'est plus limpide : il apparaît un précipité blanchâtre. Un précipité est un corps insoluble qui se forme par réaction entre plusieurs substances en solution.
On récupère du gaz contenu dans une boisson pétillante. On fait barboter ce gaz dans de l'eau de chaux limpide. Qu'observe-t-on ?
Cochez la bonne réponse.
L'eau de chaux reste limpide.
Il se forme un précipité blanc : l'eau de chaux n'est plus limpide.
Les bulles montrent que l'eau de chaux commence à bouillir.
Un précipité est un corps insoluble qui se forme par réaction entre plusieurs substances en solution.
L'eau de chaux limpide permet d'identifier la présence de dioxyde de carbone : elle réagit au contact du dioxyde de carbone en formant un précipité blanc qui trouble l'eau de chaux.
Une eau gazeuse est moins pétillante lorsqu'elle est chaude que lorsqu'elle est froide. Pourquoi ?
Cochez la bonne réponse.
Le gaz de la boisson s'est évaporé sous l'action de la chaleur.
Le dioxyde de carbone est moins soluble dans l'eau chaude que dans l'eau froide.
La solubilité du dioxyde de carbone dans l'eau augmente quand la température augmente.
La solubilité du dioxyde de carbone dans l'eau diminue quand la température s'élève. Si la boisson est chaude, la quantité de gaz dissous dans l'eau diminue, la boisson sera alors moins pétillante.
Pour accélérer la séparation du gaz et de l'eau, nous pouvons donc agiter la bouteille ou la chauffer.