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 (O 2 ) 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 : CO 2 et H 2 O)

Exemple de combustion Combustion du carbone : C + O 2  CO 2 peu dangereux tel quel si : suffisamment de O 2 température suffisamment élevée. Risque : 2 C + O 2  2 CO

Danger de la combustion incomplète CO très toxique –fixation sur le fer de l ’hémoglobine –à la place de O 2 –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 O 2 gaz après réaction liaison entre O et C dans CO 2 (O=C=O)

Cas des gaz Gaz combustibles : dihydrogène (H 2 ) Hydrocarbures (méthane CH 4, propane C 3 H 6 …)

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. H 2 + O 2  H 2 O (stœchiométrie non ajustée) 2H 2 + O 2  2H 2 O (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 H 2, 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 Destruction des molécules des membranes Fixation sur des sites vitaux (nerveux, respiratoires...) Divers actions réversibles sur les membranes

Toxicité Exemple : CO (monoxyde de carbone) - L’hémoglobine contient un ion fer. - L’ion fer fixe O 2 au niveau des poumons. - Grâce à la circulation du sang, O 2 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

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 H 2

Pourquoi l ’explosion ? Chaleur de la réaction Q = k  Température du système T f = T i +  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 VLE : valeur limite d’exposition (15 min) –ex : 1,9 g/m 3 pour l’éthanol –ex : 1,8 mg/m 3 pour l ’ammoniac VME : valeur moyenne d ’exposition (40 h / sem) –ex : 9,5 g/m 3 pour l ’éthanol –ex : 3,6 mg/m 3 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 sevesoseveso 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 Directive SEVESO 2 à partir du 3 février 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