Co solubilité des gaz en solution

[invitea5a3a751]

Bonjour à tous,
Je viens ici sur les conseils d'un accro du forum physique. Voilà ma question qui concerne la co solubilité du CO2 et de l'O2 dans le vin. En effet certains disent qu'en saturant le vin en CO2 on limite les risques d'oxydation. Ce qui peut être infirmé puisque on peut bien trouver des Champagnes (6 bars de pression) oxydés ou encore rien n'empêche de procéder à la micro oxygénation (apports modérés d'O2 qq dizaines de mg/L d'O2/L vin/mois) des vins jeunes réputés saturés en CO2.
Avez vous une idée sur ce phénomène de co existence et de leur limites ?
Merci de vos lumières.
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[inviteac45697a]

je crois qu'il y a une confusion entre la solubilité des gaz et avec une méthode qu'on peut utiliser pour chasser un gaz d'une solution.

la méthode est la suivante:
tu fais buller une solution avec un gaz, la solution sera saturée avec ce gaz et petit à petit les autres gaz vont disparaitre de la solution. Ils disparaissent car il se forme au-dessus de la surface une couche composée uniquement du gaz que tu fais buller, et petit à petit les autres gaz dissous sont entrainés par le flux hors de la solution.

il ne faut pas confondre cette méthode avec la solubilité d'un gaz qui est indépendante de la présence d'autres gaz. (comme pour la solubilité des sels, il ne faut pas exagérer).

[invitea5a3a751]

Bonjour à tous,
Merci Gramon de tes réponses.
Je pense manquer de précisions dans ma question. Mon cas de figure s'applique dans des vins finis (donc fermentation finie) et dans des conditions normales càd sans pression excessive sinon celle dûe à la hauteur de cuve... disons 10 m donc 0,1 bar.
Quant à la décarbonication puisque tu en fais mention c'est effectivement une opération utilisée pour chasse l'excès de CO2 dans les vins à l'aide de N. Mais ma question n'est pas dans les diverses opérations d'enrichissement ou d'appauvrissement forcé mais juste sans intervention. Ma question se résume donc à savoir si effectivement un vin qui contient 1600 mg/L de CO2 est moins sujet à contenir de l'oxygène, qui a saturation contiendra 8,4 mg/L qu'un vin contenant 1200 mg/ L de CO2.... suis je plus clair?
A plus

[moco]

Comme l'a dit Gramon, la plus ou moins grande quantité de gaz dissous d'une certaine sorte n'influence en rien sur la capacité d'un liquide à dissoudre un autre gaz. Donc si un vin contient beaucoup de CO2, il peut aussi contenir beaucoup de O2.

[A voir en vidéo sur Futura]

[mach3]

Je suis en total désaccord avec moco et gramon.

L'étude des équilibres liquide-vapeur dans un système ternaire via un diagramme de phase montre au contraire que les solubilités de deux gaz dans un solvant sont fortement dépendantes l'une de l'autre. On peut d'ailleurs le démontrer dans le cas d'un mélange idéal.

m@ch3

[moco]

J'aimerais bien que mach3 me démontre ce qu'il dit pour le mélange idéal.

[mach3]

Alors, prenons le cas de 3 constituants, A, B et C, dans des conditions isothermes et isobares, tel que A soit liquide (le solvant) et B et C soient gazeux (les gaz dont la solubilité nous intéressent).

Pour n'importe lequel de ces constituants (qu'on notera de manière générique "i"), on a la relation suivante :

: le potentiel chimique de l'espèce i dans la phase liquide (l) est égal au potentiel chimique de l'espèce i dans la phase gazeuse (g). Il vient donc :



les µ° étant les potentiels chimiques dans l'état de référence et les les activités (qui valent 1 dans l'état de référence). On peut donc écrire :



La constante thermodynamique caractérisant l'équilibre de l'espèce i entre les deux phases.

Choisissons les constituants purs comme état de référence (activité des constituants purs valant 1) et posons l'hypothèse d'idéalité dans les deux phases (l'activité est assimilable à la fraction molaire). Nous avons donc :



On va s’intéresser particulièrement aux variables et qui caractérisent la composition de la phase liquide en équilibre avec la phase vapeur. Ce sont les solubilités (en fraction molaire) des gaz B et C dans le solvant A. Notons que K_A est faible devant K_B et K_C (la phase vapeur étant forcément plus riche en B et C qu'en solvant A et la phase liquide étant forcément plus riche en solvant A qu'en gaz B et C)

On a :

-

- et , par définition des fractions molaires.

Donc il vient :







ce qui nous donne :



La solubilité du gaz C est linéairement dépendante de celle du gaz B, et comme le coefficient est négatif, quand la solubilité de C augmente, celle de B diminue.

Si on sort du cas idéal, on aura de toutes façons une courbe de solubilité donnée par une fonction de la forme : dans tous les cas les solubilités des deux gaz sont dépendantes l'une de l'autre.

Cette différence par rapport aux solubilités des solides non miscibles entre-eux, viens du fait que dans le cas de ces derniers, on a deux phases solides distinctes et donc deux courbes de solubilités différentes (néanmoins, mis à part dans le cas idéal, chaque solide à une influence sur la solubilité de l'autre). Dans le cas des gaz, on a une unique phase vapeur et donc une forte dépendance de la solubilité de ces deux gaz, surtout dans le cas idéal.

m@ch3