Lettre de Kasuku  N°36

 Le carbone,

notre meilleur ami

Certains atomes sont très abondants, d'autres sont beaucoup plus rares. Ainsi, dans la grande famille des atomes qui peuplent la croûte terrestre, l'oxygène, le silicium et l'aluminium représentent, à eux seuls, 87 % de la population. Les frères Carbone qui aussi nous semblent abondants par le rôle important qu'ils jouent dans le monde vivant ne représentent que 0.02 % de la population. Ne parlons même pas des aristocrates Or, Argent ou Platine, encore bien plus rares, qui ne constituent que moins de un cent millionième de la population !

Sur du tableau périodique, appelé aussi tableau de Mendeleïev, le carbone est le sixième élément dans la longue suite de ses congénères. On le désigne par l'abréviation ¹²C. Il possède 6 protons et six neutrons et son poids atomique est 12.011.  C'est l'isotope le plus courant du carbone. On trouve aussi deux autres isotopes, ¹³C et ¹⁴C qui renferment respectivement 7 et 8 neutrons. Mais ils sont plutôt rare.

Le carbone peut cristalliser

Dans le monde minéral, le carbone peut cristalliser sous 2 formes distinctes : le diamant ou le graphite, deux minéraux aux propriétés diamétralement opposées. L'arrangement des atomes au sein de la structure dépend des conditions de pression et de température dans lesquelles le minéral s'est formé. Le diamant a besoin d'une pression énorme pour cristalliser alors qu'à faible pression le carbone cristallise sous forme de graphite.

Les alliés du carbone

Contrairement aux minéraux qui sont des assemblages d’atomes liés entre eux principalement par des liaisons ioniques, le carbone est l’ami des liaisons covalences qui lui permettent de se lier  facilement à l'oxygène et à l'hydrogène pour constituer deux gaz, le dioxyde de carbone et le méthane, gaz qui jouent un rôle essentiel dans tous les processus liés à la vie.

Avec l'hydrogène c'est le méthane

Avec 4 atomes d'hydrogène, il forme le méthane CH₄, un gaz incolore, inodore et facilement inflammable. Il  est le produit par la décompo-sition de matières organiques à l'abri de l'air. C'est le "gaz naturel" que nous utilisons à grande échelle pour notre chauffage domestique. C'est la portion la plus légère des hydrocarbures. La production annuelle de ce gaz par l'industrie du pétrole s'élève à 3'500 milliards de m³.

Mais le méthane est surtout la brique élémentaire qui, comme dans un jeu de lego, permet les très nombreux assemblages que sont les hydrocarbures. Par exemple 2, 3, ou 4 briques élémentaires de CH₄ mises bout à bout construisent les chaînes bien connues que sont l'éthane C₂H₆, le propane C₃H₈ ou le butane C₄H₁₀.

Cette farandole de butane C₄H₁₀ appartient à la grande famillle de hydrocarbures

Avec l'oxygène

Au delà de sa grande affinité pour l'hydrogène, le carbone aime donc aussi beaucoup l'oxygène pour former le dioxyde de carbone, CO₂, un gaz incolore, inodore et à saveur piquante.  Mais la combustion incomplète du charbon aboutit aussi à la formation du monoxyde de carbone, CO, un gaz incolore, inodore, non irritant et peu soluble dans l'eau. Il est produit par une combustion incomplète dans les moteurs thermiques, les turbines des avions, les feux de forêts ou les chauffages domestiques mal réglés. Il est extrêmement toxique même à des concentrations très faibles. Il se fixe sur les globules rouges du sang, empêchant ces derniers de véhiculer correctement l'oxygène

Le couple CO esst très dangereux et peut vous asphyxier  si vous ne vous méfiez pas. Mais Monsieur carbone aspire toujours à séduire une deuxième demoiselle Oxygène ...

...pour constituer le trio CO₂ qui donne tant de soucis aux écologistes

Usage du CO₂

Le dioxyde de carbone émis dans l’atmosphère par les industries pétrochimiques ou chimiques peut-être capturé puis purifié. Il a de multiples usages dans de nombreux secteurs. Les principaux usages sont :

• composant pétillant des boissons gazeuses,
• adjonction de CO₂ dans les serres pour une meilleure croissance des plantes,
• en emballages à atmosphère contrôlée pour éviter l'oxydation par l'oxygène,
• pour contrôler la teneur en calcaire de l'eau potable,
• agent propulseur de la distribution de bière dans les pubs,
• agent propulseur de certains sprays,
• agent caloporteur dans certains types de réacteurs nucléaires,
• glace carbonique pour assurer la chaîne du froid,
• neige carbonique pour lutter contre les incendies.

Les écologistes n'aiment pas le  CO₂.

Aujourd'hui, les milieux écologistes nous prédisent une catastrophe générale si nous n'entamons pas une guerre totale contre le CO₂. Le sujet est très polémique et n'a pas sa place ici.  Mais le CO₂, est un infatigable voyageur. Il voyage dans l'atmosphère, dans les océans  dans la biosphère. Dans la prochaine lettre nous parlerons de toutes les pérégrinations  de ce gaz problématique!

Pour en savoir plus : kasuku.ch/presque-tout-sur-le-carbone/