Le puit à dioxyde de carbone
Dans certaines conditions de pression et de température, il existe une réaction entre le dioxyde de carbone CO2 et l'eau.
La flèche double indique que cette réaction peut aller dans les deux sens - tout dépend du pH de la solution. Ce qui est intéressant est lorsque des ions calcium Ca2+ ou magnésium Mg2+ sont présents. Par exemple, si on ajoute du Ca(OH)2, une base forte:
Le CaCO3, ou carbonate de calcium, est très peu soluble dans l'eau: 0,013 grammes par litre d'eau. En fait, c'est un des composants du calcaire. Donc, si on pouvait verser une quantité suffisante de Ca(OH)2 dans la mer, on résoudrait le problème du réchauffement climatique d'un coup: tout le dioxyde de carbone absorbé par l'eau serait piégé dans des carbonates. Le problème est que l'hydroxyde de calcium est obtenu justement en chauffant des carbonates, produisant du CO2...
Les ions carbonates se forment donc lorsque l'eau et le CO2 sont présents. L'acide carbonique produit étant très instable, on ne détecte rien de particulier lorsqu'on boit de l'eau qui en contient. Or, si l'eau contient aussi des ions Ca2+ ou Mg2+, une réaction de précipitation peut se produire.
Supposons que nous versions une eau riche en ions calcium et carbonates sur une surface. Sous l'action de la chaleur ambiante, cette eau va s'évaporer. A mesure qu'elle s'évapore, le volume d'eau se réduit, et la concentration en carbonate de calcium augmente - on peut le deviner en regardant l'expression pour la concentration massique:
A un moment donné, cette concentration dépasse la solubilité du carbonate de calcium, et un précipité apparaît. Laissons toute l'eau s'évaporer, et nous obtenons une couche de carbonate de calcium: c'est le tartre qui salit les toilettes, ruine les résistances de machine à laver, et provoque l'apparition de tâches sur les feuilles d'impression offset.