Changements d'état du dioxyde de carbone et stockage sous pression

Terminale Technologique · Physique-Chimie Terminale Technologique

À retenir

• Le point triple du CO_2 est à environ 5\ bar. • Pas de CO_2 liquide à l'air libre (il y est toujours gazeux ou solide). • Stockage du CO_2 en quantité industrielle : à l'état liquide, nécessitant de fortes pressions. • La détente brutale du gaz sous pression entraîne un refroidissement qui forme du CO_2 solide (neige carbonique).

Le cours

1. Le dioxyde de carbone atmosphérique Le CO_2 est un gaz à température ambiante et à pression atmosphérique (gaz à effet de serre majeur). La particularité de son diagramme de phases est que son point triple est à P = 5,18\ bar et T = -56,6\ ^C. Par conséquent, l'état liquide n'existe jamais à 1\ bar de pression (il se sublime). 2. Liquéfaction et stockage Le transport industriel du CO_2 se fait sous forme liquide, qui occupe un volume considérablement réduit par rapport au gaz. Pour obtenir du CO_2 liquide, il faut une température comprise entre celle du point triple (-56,6\ ^C) et la température critique (31\ ^C), et une pression au moins égale à la pression de vapeur saturante à cette température (jamais moins de 5,18\ bar ; 57\ bar à 20\ ^C). Il est souvent stocké à -20\ ^C sous environ 20\ bar. 3. Formation de glace sèche au détendeur Lorsqu'on libère rapidement du CO_2 liquide d'une bouteille vers l'air ambiant, la pression chute de façon brutale à 1\ bar. La baisse rapide de pression provoque une évaporation massive et une détente, générant un froid extrême qui solidifie instantanément une partie du fluide en « neige carbonique » à -78,5\ ^C.

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