Le CO2 est dissout en surface mais n'y reste pas. Il est entraîné par les eaux, soumises aux grands courants océaniques comme la circulation dite thermohaline. Au niveau des pôles, les eaux froides et denses se chargent en CO2 et plongent dans les profondeurs, entraînant le carbone dissout.
En effet, la circulation thermohaline contribue à enfouir le CO2 dans les eaux profondes : lorsque les eaux froides et denses plongent vers le fond de l'océan, elles « emportent » avec elles les molécules de CO2 dissoutes en surface et contribuent ainsi à la répartition verticale du CO2 dans les océans.
Le CO2 atmosphérique se dissout d'abord dans les couches océaniques de surface et réagit partiellement avec l'eau pour former des ions carbonates et bicarbonates (CO3-- et HCO3-). Ces couches superficielles peu épaisses ne renferment cependant qu'une faible partie du carbone que contient l'océan.
Le dioxyde de carbone est un gaz faiblement soluble dans l'eau. Il peut se trouver sus 3 formes : sous forme de molécules : CO 2(aq) noté parfois CO 2,H 20. sous forme d'ions Hydrogénocarbonate : HCO.
Quand le CO2 est dissout dans l'eau, qu'elle soit douce (terrestre) ou salée (océans), de l'acide carbonique se forme: Cet acide carbonique se dissocie en libérant ses atomes d'hydrogène. Quand son premier atome est libéré, il se forme un ion bicarbonate: Le pH de l'eau contrôle cette réaction.
Le CO2 se dissout progressivement dans l'eau et cela produit (entre autre) de l'acide carbonique qui réduit le pH de l'eau. Depuis 250 ans l'océan a absorbé des centaines de millions de tonnes de CO2 globalement, et ce surplus de CO2 a grandement contribué à augmenter le niveau d'acidité des océans.
Lorsque le CO2 se dissout dans l'eau de mer, il forme de l'acide carbonique (H2CO3), un acide faible qui se dissocie en ions bicarbonate (HCO3-) et hydrogène (H+). Une hausse de la teneur en ions H+ augmente l'acidité (baisse du pH), mais là n'est pas le seul problème.
L'océan continue d'absorber le Co2
En d'autres termes, plus les quantités de CO2 ont augmenté dans l'atmosphère, plus les océans en ont absorbé. Les études menées à ce jour suggèrent donc que l'océan continue de jouer un rôle important dans le récent bilan mondial du carbone.
Le spectre infrarouge de CO2 est en faveur d'une molécule linéaire tandis que celui de SO2 montre qu'elle a une forme coudée. Ainsi, le moment dipolaire de SO2 n'est pas nul ce qui lui permet d'interagir avec l'eau tandis que celui de CO2 est nul par compensation des moments dipolaires de liaisons.
L'oxygène étant plus soluble que l'azote, les gaz dissous extraits d'une eau sont plus riches en oxygène que l'atmosphère avec laquelle l'eau était en équilibre.
Remplir une bouteille que l'on peut fermer avec de l'eau et du jus de citron ; ajouter ensuite un peu de bicarbonate de sodium en poudre ; fermer la bouteille et agiter pour dissoudre le bicarbonate. Il se forme des bulles de dioxyde de carbone mais, la bouteille étant fermée, ce gaz se dissout dans l'eau.
Il joue un rôle primordial dans le cycle du carbone sur la planète : l'être vivant transforme l'oxygène en CO₂ tandis que les plantes transforment le CO₂ en oxygène. Le dioxyde de carbone participe ainsi activement à la respiration des êtres vivants et à la photosynthèse des plantes.
Une fois émis, le gaz est en partie absorbé par les puits de carbone naturels. Cette absorption du dioxyde de carbone a doublé en cinquante ans (de 1960 à 2010) mais cela ne suffit pas pour compenser la hausse des émissions : la moitié du CO2 rejeté par les activités humaines s'accumule dans l'atmosphère.
Le CO2 dissous réagit avec l'eau pour donner de l'acide carbonique H2CO3, lui-même en équilibre avec l'ion hydrogénocarbonate HCO3– (appelé aussi bicarbonate) et l'ion carbonate CO32-. La forme HCO3– représente près de 95% du carbone océanique.
Enjeux globaux. L'acidification des océans est une conséquence de l'augmentation de la concentration atmosphérique de CO2 d'origine anthropique. Un quart du CO2 est absorbé par l'océan de manière dissoute ou dans les êtres vivants (photosynthèse, squelettes) et à terme dans les sédiments marins.
Re : Excès de CO2 et baisse du PH
L'équation entre le CO2 et l'eau donnée par moco est bonne. Lors de cette réaction il y a formation d'ions H+. Le pH n'étant lié qu'à la concentration en H+, s'il y a augmentation de cette concentration il y a diminution de pH.
Quand la température augmente, le CO2(g) se dissout moins dans l'eau. Avec le réchauffement climatique, les océans se réchauffent et dissolvent moins le CO2(g) dont la quantité augmente dans l'atmosphère.
Lorsque le dioxyde de carbone est dissout dans l'eau, il peut réagir avec une molécule d'eau pour former une substance acide, l'acide carbonique H2CO3.
En première approximation, la neutralité carbone a une définition relativement simple. L'idée, c'est de ne pas émettre plus de gaz à effet de serre que l'on ne peut en absorber. En théorie, une fois la neutralité carbone atteinte, la concentration de gaz à effet de serre dans l'atmosphère n'augmente plus.
Le captage par Adsorption: le CO2 des fumées est adsorbé sur de la roche poreuse de type charbon actif qui est régénérée par apport énergétique ou par baisse de pression. Le captage par cycle calcium : il consiste à capter le CO2 par de la Chaux vive pour donner du calcaire.
Cas de la molécule de dioxyde de carbone CO
L'oxygène est plus électronégatif que le carbone. Les deux liaisons covalentes O = C d'une molécule de dioxyde de carbone sont polarisées. Il en résulte l'apparition de charges partielles sur chaque atome d'oxygène et d'une charge partielle 2 sur l'atome de carbone.
Le dioxyde de carbone est seulement soluble dans l'eau quand la pression est maintenue. Après une baisse de la pression, il essaiera de s'échapper dans l'air, laissant une masse de bulles d'air dans l'eau.
CO2 est un acide
Cette transformation est un équilibre et les 4 espèces coexistent.
L'augmentation rapide des gaz à effet de serre dans l'atmosphère provoque l'accumulation de chaleur au sein du système climatique. L'océan absorbe plus de 90 % de l'excès de chaleur accumulé dans le système climatique et se réchauffe.