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Vendredi
La fête de la Science
• 13 h rendez vous devant la fontaine
• Amphi de chimie
• Activités séparées
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math amusante
conférence (automate cellulaire)
explication chimie
cyber café
posters et stands
• L ’azote s ’amuse
Rendez-vous
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Ecole Normale Supérieure de Lyon
46 allée d ’Italie
Metro Stade de Gerland
Rendez-vous près de la fontaine à 13h
Libre à 16 h
Présence obligatoire
Intérêt
•
•
•
•
Voir de la science,
Voir et écouter des scientifiques,
Interroger des scientifiques,
S’interroger soit-même.
Risque et sécurité
Définitions
• Risque :
inhérent à la situation
• Sécurité :
mesures à prendre face à un risque
Catégories de risques
avec les produits chimiques
•
•
•
•
Explosif
Comburant
Toxique
Nocif
•
•
•
•
Inflammable
Corrosif
Irritant
Dangereux pour
l ’environnement
Pictogrammes de sécurité
•
•
•
•
•
Pourquoi les produits chimiques
sont-ils dangereux ?
• Parce qu’ils donnent des réactions
chimiques :
– avec l ’air, l ’eau…
– avec les constituants des organismes vivants
– spontanées
Réactions chimiques avec l’air
• Combustions
• Réactions chimiques exothermiques
– chaleur (brûlure, dégradation thermique, feu)
– énergie de pression (tympan, projection,
destruction)
Combustions =
Réaction chimique nécessitant :
• Un combustible
• Un comburant
• Un point chaud
• Hydrocarbure,
matière organique...
• Le dioxygène (O2)
• Flamme, étincelle,
surface chaude...
Lutte contre l’incendie
• Supprimer un des trois éléments nécessaires
à la présence d’un feu
– combustible (fermer le gaz…)
– le comburant (étouffer le feu…)
– le point chaud (refroidir)
La combustion
du point de vue chimique
• Réaction chimique :
–
–
–
–
avec le dioxygène
rapide
très exothermique
produit de combustion (avec les hydrocarbures
: CO2 et H2O)
Exemple de combustion
• Combustion du carbone :
C + O2  CO2
peu dangereux tel quel si :
suffisamment de O2
température suffisamment élevée.
Risque : 2 C + O2  2 CO
Danger de la combustion
incomplète
• CO très toxique
– fixation sur le fer de l ’hémoglobine
– à la place de O2
– difficilement réversible
Origine de la production
de chaleur
• Bilan des liaisons chimiques
avant réaction :
liaison entre atomes C du solide
liaison entre atomes O de O2 gaz
après réaction
liaison entre O et C dans CO2 (O=C=O)
Cas des gaz
Gaz combustibles :
• dihydrogène (H2)
• Hydrocarbures (méthane CH4, propane
C3H6…)
Danger des gaz
• Mélange avec l’air.
• L ’augmentation de température entraîne
une augmentation de pression.
• On ne les voit pas.
• Plus on est proche de la stœchiométrie, plus
漠渀 攀猀琀
Stœchiométrie
• Etym. Mesure des éléments.
• H2 + O2  H2O (stœchiométrie non ajustée)
• 2H2 + O2  2H2O (stœchiométrie ajustée)
Nécessité du point chaud
• La réaction chimique d ’oxydation est
extrêmement lente à température ordinaire.
• Presque toutes les réactions sont accélérées
à température élevée.
• La réaction commence sur un point chaud
puis s’auto-entretient.
Réaction avec l’eau
• Certains produits chimiques réagissent avec
l ’eau (plus ou moins acide) :
– lentement (le fer)
– rapidement (le sodium)
• Dangers :
– chaleur dégagée
– gaz produit (souvent, dihydrogène H2,
inflammable)
Pourquoi les produits chimiques
sont-ils dangereux ?
• Parce qu’ils donnent des réactions
chimiques :
– avec l ’air, l ’eau…
– avec les constituants des organismes vivants
– spontanée
Réaction avec les constituants
des organismes vivants
• Fixation sur des sites
vitaux (nerveux,
respiratoires...)
• Destruction des
molécules des
membranes
• Divers actions
réversibles sur les
membranes
Toxicité
• Exemple : CO (monoxyde de carbone)
- L’hémoglobine contient un ion fer.
- L’ion fer fixe O2 au niveau des poumons.
- Grâce à la circulation du sang, O2 est
transporté aux cellules.
Toxicité
• Exemple : curare, strychnine ...
- Fixation sur les sites de transmission de
l ’influx nerveux.
- Paralysie, mort
Toxicité
• Interaction entre le produit et une fonction
vitale.
• Dose toxique
Toxicité aiguë
• Forte dose en une fois d ’un produit toxique
• Unité de dose : g par kg
• DL50 = Dose létale 50%
– ex strychnine : 50 mg par kg de rat
– ou 1 mg par kg chez l ’homme
• Toxicité subaiguë
Toxicité à long terme
• Cas de produits à effet cumulatif
ex métaux lourds (plomb, mercure…)
Mode d ’entrée dans l ’organisme
• Ingestion (volontaire, involontaire)
• Voies respiratoire
• Transcutané
Métabolisme
• Devenir d ’un produit exogène.
• Circulation du produit (sang)
• Fixation
– solubilisation dans les graisses
– fixation sur des sites spécifiques
• Réactions
Réactions chimiques
lors du métabolisme
Solubilisation du produit
• oxydation
• conjugaison avec le glucose (glucosylation)
Élimination rénale
Toxicité des métabolytes
O
oxydation
O
benzène
quinone (toxique)
OH
CH 3
H2C
oxydation
toluène
alcool (éliminable)
Produits corrosifs
•
•
•
•
•
Bases
Acides
Oxydant
Réducteur
solvant
Action des produits corrosifs
• Réaction avec les
molécules de la
membrane cellulaire
• Destruction de l’équilibre entre la cellule et
son environnement
• Brûlure chimique
Mélanges réactifs
Oxydant + réducteur
• Définitions :
– l ’oxydant capte des électrons
– le réducteur cède des électrons
• Force des oxydants et des réducteurs
– Plus un oxydant ou un réducteur est fort, plus
l ’énergie libérée lors de la réaction est grande.
Influence des conditions
expérimentales sur le danger
d ’une réaction chimique
La dilution diminue les
risques :
• dispersion des réactifs
• présence du solvant
(haute capacité
calorifique)
Poudres : mélange réactifs
Récipient fermé :
risque d ’explosion
• Ex : combustion de H2
Pourquoi l ’explosion ?
• Chaleur de la réaction
Q = k Dq
• Température du système
Tf = Ti + Dq
• Pression
P V= nR T
(V constant en vase clos)
Dans la vie quotidienne
Les solvants
• Souvent très inflammables
• Parfois toxiques
• ex : alcool, acétone, dissolvant, éther
• ex : trichloréthylène, chloroforme
Précautions générales
tous produits
• Lunettes
• Gants
• Quantités limités
Précautions spécifiques solvants
• Utilisation en lieu ventilé
• inflammable : pas de flamme, pas
d ’étincelle, pas de point chaud
• toxique : éviter
• précaution inutile : masque à poussière
Produits corrosifs
•
•
•
•
•
E愀甀 搀攀 Javel
Produits décapants, détartrants...
Produits antirouilles
Acides, bases (alcali)
…
• Précautions : lunettes, gants
Cas de l’eau de Javel
• Pas de mélange (pas même dans le siphon)
• Fabrication : dichlore + soude (base)
• Adition d’acide = libération du dichlore
• 1 L d ’eau de Javel commerciale peut libérer
48 L de gaz dichlore.
Chaud et froid
• L’eau un peu chaude suffit pour brûler
• Conséquences des brûlures
– souffrance (immédiat)
– infection (court terme)
– pertes des propriétés élastiques (long terme)
• Les métaux froids collent à la peau
Risques industriels
L ’air
http://www.inrs.fr/dossiers/nd2098.pdf
• VLE : valeur limite d’exposition (15 min)
– ex : 1,9 g/m3 pour l’éthanol
– ex : 1,8 mg/m3 pour l ’ammoniac
• VME : valeur moyenne d ’exposition (40 h /
sem)
– ex : 9,5 g/m3 pour l ’éthanol
– ex : 3,6 mg/m3 pour l ’ammoniac
Stockage des produits chimiques
• Produits de laboratoire : grande variété,
quantités limitées.
• Produits intervenant dans les procédés :
faible variété, stocks énormes.
Conditions de stockage
Principe pour les petites quantités
• Séparation des produits par classe de
réactivité.
• Bacs de rétention pour les liquides
• Armoires ventilées pour les solvants
Exemples d’accidents récents
•
•
•
•
Nitrate d ’ammonium (Toulouse 2001)
Cyanure (déversement dans le Danube 2000)
Styrène (naufrage chimiquier, Manche, 2000)
Fuel lourd (naufrage Erika, Atlantique 1999)
Directive Seveso seveso
• Rejet accidentel de Dioxine en 1976 sur la commune de
SEVESO en Italie (24 juin 1982).
• La directive demande aux Etats et aux entreprises
d’identifier les risques associés à certaines activités
industrielles dangereuses et de prendre les mesures
nécessaires pour y faire face.
• Modifiée, à la suite de l’accident de Bâle en 1986.
• Directive SEVESO 2 à partir du 3 février 1999. Prévention
des accidents majeurs
• Sous l’autorité des préfets.
N ’oubliez pas
Vendredi, le cours a lieu
sur le site de l ’ENS
Fête de la science
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