#5e-Dissolution CaCO3

Dernière mise à jour le 1/07/06
Dissolution et précipitation du carbonate de calcium
Expérience permettant de visualiser la formation d'une suspension fine de carbonate de calcium et de modéliser les phénomènes de dissolution et de précipitation.

1. En soufflant dans l'eau de chaux, celle-ci se trouble sous l'action du dioxyde de crabone contenu dans l'air expiré (voir le chapitre respiration).
Une fine suspension de particules de carbonate de calcium CaCO3 s'est formée. C'est ce qui nous intéresse ici. On répète l'opération pour obtenir deux tubes.

2. Si on laisse reposer, les particules sédimentent. On accélère cette sédimentation en centrifugeant. On vide alors le surnageant pour ne conserver que le culot constitué des particules de carbonate de calcium formant une "sorte de boue" au fond de chacun des 2 tubes.

3. Dans le premier tube on ajoute de l'eau distillée et on agite. Les particule se mettent en suspension formant un trouble.

4. Dans le deuxième tube on ajoute de l'eau gazéifiée (riche en dioxyde de carbone dossous et conservé sous pression). On agite. Après avoir laissé s'échapper l'excès de gaz dissous, on observe le liquide qui est resté limpide.

Bilan. Le carbonate de calcium est soluble dans l'eau tout particulièrement lorsque celle-ci est riche en dioxyde de carbone dissous.
Dans la nature, l'eau de ruissellement se charge en dioxyde de carbone contenu dans l'air et rejeté par la respiration. Ce phénomène chimique est bien sûr lent puisque l'eau dans la nature n'est jamais aussi chargée en dioxyde de carbone que dans une bouteille d'eau gazéifiée.

Le carbonate de calcium dissous peut-il à nouveau précipiter ?

4 bis. On coince dans le bouchon une gaze contenant un fragment de substance avide en dioxyde de carbone (ici une fragment de pastille d'hydroxyde de potassium). Après environ 24 heures on observe un léger trouble (ici un fin dépôt sur la paroi du tube). En absence de dioxyde de carbone dissous, le carbonate de calcium précipite.
Dans la nature cela se produit par évaporation partielle de l'eau (exemple des sources géothermales pétrifiantes) ou en présence de plantes chlorophylliennes aquatiques consommatrice de CO2 (exemple des résurgences avec formation de travertins.

FONTAINES PÉTRIFIANTES

Objet artisanal réalisé dans les Fontaines pétrifiantes de Gimeaux, près de Riom dans le Massif Central.
Une eau gazeuse chargée en carbonate de calcium s'échappe à plus de 50°C. L'eau s'écoule sur les moules représentant des scènes champêtres. Par évaporation, turbulence et refroidissement, l'eau précipite le carbonate de calcium
(voir ci-dessous le dos de l'objet).
Photos J-P Berger
TRAVERTINS
Travertin. On distingue de nombreuses petites cavités laissées par la fermentation des débris végétaux emprisonnés lors de la précipitation du carbonate de calcium
Photo Philipp Nuebel
Précipitation de carbonate de calcium autour les plantes aquatiques dans l'eau d'une source. Photo : Klaus Wolfermann