La chimie des boissons gazeuses

Quand tu ouvres une canette de Coca-Cola, quelle est la première chose que tu remarques? Peut-être entends-tu un bruit de pétillement? Peut-être vois-tu des bulles monter à la surface et éclater? Mais savais-tu que tout ce pétillement est en fait un processus chimique? Parce que, dans toutes les canettes de boisson gazeuse, se produisent des réactions chimiques absolument fascinantes.

Le savais-tu?

Le Coca-Cola est la boisson gazeuse la plus vendue au monde. C’est un pharmacien qui l’a inventée en 1886 pour la vendre comme médicament. À l’époque, le Coca-Cola se vendait cinq cents le verre!

Pourquoi les boissons gazeuses pétillent-elles?

Bien souvent, les gens qui boivent des boissons gazeuses adorent la sensation des bulles qui éclatent dans la bouche. Ces bulles sont le résultat de la gazéification. La gazéification est ce qui se produit quand du dioxyde de carbone (CO₂) se dissout dans l’eau (H₂O) ou une solution aqueuse (à base d’eau).

Normalement, le dioxyde de carbone ne se dissout pas dans l’eau. Pour que cette dissolution se fasse, les fabricants doivent augmenter la pression dans les canettes (ou les bouteilles) et les garder à basse température. Dans ces conditions, les molécules d’eau peuvent capturer beaucoup de molécules de CO₂.

La canette est ensuite scellée pour être bien hermétique. De cette manière, il y a suffisamment de pression dans la canette pour empêcher les molécules restantes de CO₂ de s’échapper. À l’intérieur de la canette, le CO₂ existe sous deux formes : une partie est dissoute dans l’eau, l’autre est sous forme de gaz, emprisonnée entre le couvercle de canette (ou de la bouteille) et le liquide.

Quelles sont les réactions chimiques qui se produisent à l’intérieur d’une canette de boisson gazeuse?

Quand le CO₂ se dissout dans l’H₂O, l’eau et le dioxyde de carbone à l’état gazeux réagissent pour former une solution diluée d’acide carbonique (H2CO3).

La réaction chimique de ce processus est : CO₂ + H₂O ⇋ H₂CO₃ 

Tu remarqueras que les réactifs, H₂O et CO₂, sont à gauche. Le produit, H₂CO₃, est à droite.

Note le symbole ⇋ dans l’équation chimique. Il indique que la réaction est réversible, c’est-à-dire qu’elle peut se faire dans les deux sens. L’acide carbonique peut redevenir de l’eau et du dioxyde de carbone. Quand une canette est scellée, la forte pression à l’intérieur pousse la réaction chimique vers la droite (réaction directe).

Autrement dit, de l’acide carbonique est produit. La réaction directe continue jusqu’à ce que la concentration des réactifs et des produits arrête de changer, c’est-à-dire jusqu’à ce que les deux réactions chimiques atteignent l’équilibre.

Mais dès que tu ouvres la canette, la pression est relâchée. Cela déplace la réaction chimique vers la gauche (réaction inverse).

Tu te rappelles qu’il y a du CO₂ à l’état gazeux dans la partie supérieure de la canette? Une fois que tu ouvres celle-ci, le gaz s’échappe. Il n’y a donc plus autant de pression et le CO₂ dissous commence à sortir de la solution liquide. Des bulles se forment et le CO₂ se libère dans l’air.

Le CO₂ qui s’échappe fait que la concentration de CO₂ dans la boisson diminue et alors l’acide carbonique redevient du CO₂ et de l’H₂O. Il en résulte un nouvel équilibre.

Pourquoi le pétillement donne-t-il un si bon goût?

As-tu déjà remarqué que les boissons gazeuses ont meilleur goût que les boissons qui ont perdu leur gaz (et leur pétillement)? Cela n’a rien à voir avec les bulles. C’est en fait parce que, dans une boisson gazeuse, l’acide carbonique dilué crée une légère sensation de brûlure sur la langue.

Quand la boisson perd son gaz (et devient plate), cette sensation disparaît. Quand tu laisses ta canette ouverte, le CO₂ s’en échappe continuellement. Revoyons notre équation chimique.

H₂O + CO₂ ⇋ H₂CO₃

Pendant que les bulles de CO₂ s’échappent du liquide, les réactifs et les produits vont de nouveau vers l’équilibre. Cela entraîne une réaction inverse pendant laquelle la concentration d’acide carbonique dans la boisson diminue de plus en plus. À mesure que la quantité de H₂CO₃ baisse, la capacité de la boisson de provoquer cette sensation de pétillement sur la langue diminue aussi.

Le savais-tu?

Le processus de gazéification a été inventé par un chimiste réputé du nom de Joseph Priestley en 1767. Quelques années plus tard, un scientifique suisse, Jacob Schweppe, a créé la toute première boisson gazeuse au monde, le Schweppes Soda tonique!

Pourquoi aime-t-on les boissons gazeuses?

D’abord, pour quelle raison certaines personnes aiment-elles la sensation de pétillement que donnent les boissons gazeuses? Les scientifiques ne sont pas complètement sûrs de la réponse. Des études ont même montré que, souvent, les autres mammifères évitent de boire des liquides gazéifiés. Certains scientifiques pensent que les humains aiment les boissons pétillantes parce qu’ils veulent vivre des expériences un peu risquées. C’est aussi la raison pour laquelle certaines personnes aiment vraiment la nourriture piquante. Et puis, n’oublions pas qu’il y a autre chose dans les boissons gazeuses que les gens aiment : une grosse quantité de sucre!

Qu’as-tu appris sur les boissons gazeuses?

Récapitulons!

• Les boissons gazeuses contiennent de l’acide carbonique. Celui-ci se forme quand le CO₂ est dissous dans l’eau.
• Dans les canettes (ou bouteilles) de boisson gazeuse, l’acide carbonique et le CO₂ à l’état gazeux ont atteint un équilibre chimique.
• Quand tu ouvres une canette de boisson gazeuse, le CO₂ s’échappe. Des bulles montent à la surface et tu entends un bruit de pétillement. L’équilibre chimique entre l’acide carbonique et le CO₂ change.
• Quand la boisson devient plate, c’est parce que la concentration d’acide carbonique baisse.
• De nombreux animaux n’aiment pas du tout les boissons gazeuses.
• Pour terminer, si tu adores les boissons gazeuses, c’est peut-être parce tu aimes prendre des risques dans la vie!