Vendredi La fête de la Science

1. 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

2. 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

3. Intérêt • Voir de la science, • Voir et écouter des scientifiques, • Interroger des scientifiques, • S’interroger soit-même.

4. Risque et sécurité

5. Définitions • Risque : inhérent à la situation • Sécurité : mesures à prendre face à un risque

6. Catégories de risques avec les produits chimiques • Explosif • Comburant • Toxique • Nocif • Inflammable • Corrosif • Irritant • Dangereux pour l ’environnement

7. Pictogrammes de sécurité

8. 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

9. Réactions chimiques avec l’air • Combustions • Réactions chimiques exothermiques • chaleur (brûlure, dégradation thermique, feu) • énergie de pression (tympan, projection, destruction)

10. Combustions = Réaction chimique nécessitant : • Un combustible • Un comburant • Un point chaud • Hydrocarbure, matière organique... • Le dioxygène (O2) • Flamme, étincelle, surface chaude...

11. 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)

12. La combustion du point de vue chimique • Réaction chimique : • avec le dioxygène • rapide • très exothermique • produit de combustion (avec les hydrocarbures : CO2 et H2O)

13. 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

14. Danger de la combustion incomplète • CO très toxique • fixation sur le fer de l ’hémoglobine • à la place de O2 • difficilement réversible

15. 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)

16. Cas des gaz Gaz combustibles : • dihydrogène (H2) • Hydrocarbures (méthane CH4, propane C3H6…)

17. 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

18. Stœchiométrie • Etym. Mesure des éléments. • H2 + O2 H2O (stœchiométrie non ajustée) • 2H2 + O2 2H2O (stœchiométrie ajustée)

19. 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.

20. 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)

21. 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

22. 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

23. 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.

24. Toxicité • Exemple : curare, strychnine ... - Fixation sur les sites de transmission de l ’influx nerveux. - Paralysie, mort

25. Toxicité • Interaction entre le produit et une fonction vitale. • Dose toxique

26. 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

27. Toxicité à long terme • Cas de produits à effet cumulatif ex métaux lourds (plomb, mercure…)

28. Mode d ’entrée dans l ’organisme • Ingestion (volontaire, involontaire) • Voies respiratoire • Transcutané

29. Métabolisme • Devenir d ’un produit exogène. • Circulation du produit (sang) • Fixation • solubilisation dans les graisses • fixation sur des sites spécifiques • Réactions

30. Réactions chimiqueslors du métabolisme Solubilisation du produit • oxydation • conjugaison avec le glucose (glucosylation) Élimination rénale

31. Toxicité des métabolytes

32. Produits corrosifs • Bases • Acides • Oxydant • Réducteur • solvant

33. Action des produits corrosifs • Réaction avec les molécules de la membrane cellulaire • Destruction de l’équilibre entre la cellule et son environnement • Brûlure chimique

34. 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.

35. 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)

36. Poudres : mélange réactifs

37. Récipient fermé : risque d ’explosion • Ex : combustion de H2

38. 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)

39. Dans la vie quotidienne

40. Les solvants • Souvent très inflammables • Parfois toxiques • ex : alcool, acétone, dissolvant, éther • ex : trichloréthylène, chloroforme

41. Précautions générales tous produits • Lunettes • Gants • Quantités limités

42. 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

43. Produits corrosifs • E愀甀 搀攀 Javel • Produits décapants, détartrants... • Produits antirouilles • Acides, bases (alcali) • … • Précautions : lunettes, gants

44. 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.

45. 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

46. Risques industriels

47. 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

48. Stockage des produits chimiques • Produits de laboratoire : grande variété, quantités limitées. • Produits intervenant dans les procédés : faible variété, stocks énormes.

49. 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

50. 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)