Vendredi La fête de la Science • 13 h rendez vous devant la fontaine • Amphi de chimie • Activités séparées – – – – – math amusante conférence (automate cellulaire) explication chimie cyber café posters et stands • L ’azote s ’amuse Rendez-vous • • • • • • 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
