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Chimie de l’environnement « La chimie de l’environnement constitue une jeune di

Chimie de l’environnement « La chimie de l’environnement constitue une jeune discipline au sein de la chimie[…] Elle traite des réactions et effets des substances dans l’eau, l’air et le sol et leurs impacts sur le monde vivant (hommes, animaux, plantes et microorganismes) […] L’histoire de l’environnement et de sa chimie est avant tout l’histoire de sa pollution. […].Lors des débats de ces dernières années, certains thèmes ont joué un rôle important comme « le dépérissement des forêts », « les pluies acides », « le trou d’ozone », « l’effet de serre », « les éléments toxiques dans la nourriture ».Une nouvelle prise de conscience de l’environnement s’est répandue dans tous les domaines de la société, de même que dans le monde politique. L’importance qu’attribue le législateur à la protection de l’environnement se reflète entre autres dans le nombre déjà important de lois et de règlements, qui ont été établis dans ce cadre lors des trente dernières années. » Bliefert et Perraud « Chimie de l’environnement » Editions DeBoeck Université source : www.effet-de-serre.gouv.fr «Les pluies acides se forment lorsque les oxydes de soufre et d'azote s'associent à l'humidité de l'air pour libérer de l'acide sulfurique et de l'acide nitrique qui sont ensuite transportés très loin de leur source avant d'être précipités par les pluies. La pollution peut également être véhiculée par la neige ou le brouillard, ou encore être précipitée sous forme sèche. En fait, bien que le terme de pluies acides soit utilisé depuis plus d'un siècle — il provient d'études atmosphériques effectuées dans la région de Manchester en Angleterre —, le terme scientifique le plus approprié devrait être dépôt acide, car la forme sèche de ces précipitations est tout aussi néfaste pour l'environnement que leur forme liquide. Le problème des pluies acides trouve son origine dans la révolution industrielle et n'a cessé de croître depuis lors. La gravité de leurs effets est reconnue depuis longtemps dans des contextes régionaux illustrés par les périodes de smog acide dans les zones fortement industrialisées. Toutefois, ce n'est qu'au cours des dernières décennies que l'ampleur des dommages dus aux pluies acides est devenue manifeste. L'Europe du Nord est une région très étendue qui a fait l'objet d'études poussées et où les pluies acides ont affecté les édifices, endommagé les cultures et les forêts et menacé ou réduit la vie dans les lacs d'eau douce. En 1984, par exemple, des rapports sur l'environnement indiquaient que presque la moitié des arbres de la Forêt-Noire avaient été endommagés par les pluies acides. Le nord-est des États-Unis et l'est du Canada ont été particulièrement touchés par cette forme de pollution, et des dommages ont été relevés dans d'autres régions du monde. Ce sont les rejets industriels qui ont été accusés d'être les principaux responsables des pluies acides. Étant donné que les réactions chimiques entrant en jeu dans la formation des pluies acides dans l'atmosphère sont complexes et, à ce jour, encore mal comprises, les industries ont cherché à remettre en question ces affirmations et à insister sur la nécessité d'études plus poussées ; et, compte tenu du coût de la lutte contre la pollution, les gouvernements ont eu tendance à soutenir ce point de vue. Des études publiées par le gouvernement des États-Unis au début des années quatre-vingt considéraient pourtant clairement l'industrie comme le principal responsable des pluies acides dans l'est des États-Unis et au Canada. En 1988, dans le cadre de la Convention des Nations unies concernant l'Accord sur la pollution atmosphérique transfrontalière à longue distance (1979), vingt-cinq nations ont ratifié un protocole limitant les émissions d'oxydes d'azote à leur niveau de 1987. » MSN ENCARTA « Cette année encore, l'Agence spatiale européenne (ESA) suit de près la croissance du trou de la couche d'ozone au-dessus de l'Antarctique. Le trou mesuré en 2005 est important pour cette époque de l'année, si l'on se base sur les résultats de la dernière décennie: seuls les trous répertoriés en 1996 et 2000 étaient plus massifs à ce stade de leur développement. Le trou saisonnier de la couche d'ozone de l'Antarctique a cette année enflé pour atteindre une superficie de dix millions de kilomètres carrés - soit à peu près la taille de l'Europe - et poursuit son expansion. Il devrait parvenir à sa taille maximale courant septembre, et les satellites de l'ESA seront à leur poste pour surveiller son développement. La couche d'ozone stratosphérique qui protège la vie terrestre du rayonnement ultraviolet (UV) nocif est vulnérable à la présence de certaines substances chimiques dans l'atmosphère, comme le chlore, engendré par des polluants dus à l'activité humaine, tels que les chlorofluorocarbones (CFC). Désormais bannis en vertu du Protocole de Montréal, les CFC étaient jadis utilisés dans les bombes aérosols et les réfrigérateurs. Les CFC eux-mêmes sont des molécules inertes, mais le rayonnement ultraviolet de la haute atmosphère les décompose en leurs constituants, qui peuvent réagir fortement avec l'ozone. » www.futura-sciences.com Polluants de l’eau : • les sels (chlorures, sulfates,…) • les composés de l’azote et du phosphore ( ions nitrate NO3 - et ions (hydrogéno)phosphate H2PO4 -, HPO4 2-, PO4 3- essentiellement) car ce sont des éléments nutritifs des algues et autres végétaux et présents en excès ils entraînent leur développement trop rapide. C’est l’eutrophisation. En conséquence la lumière pénètre moins dans les couches profondes, la photosynthèse est donc réduite, il y a moins d’oxygène produit, les algues meurent, tombent dans les couches profondes, il y a consommation supplémentaire d’oxygène lors de leur décomposition. Quand la teneur en oxygène devient trop faible, les organismes supérieurs (par exemple les poissons) meurent. • les métaux lourds (mercure, plomb, nickel, cadmium,…) soit sous forme dissoute soit dans les sédiments en suspension dans les cours d’eau Documents : • Maladies liées aux métaux lourds : Pb : saturnisme Hg : hydrargyrisme • Quelques catastrophes industrielles : 1956 : Minamata : au Japon plus de 100 cas mortels et plusieurs milliers de personnes soufrant d’une maladie du système nerveux (troubles de l’équilibre, de la vue, apathie…) après une intoxication au mercure rejeté par une unité de fabrication d’éthanal (chlorure de méthylmercure utilisé comme catalyseur) 1976 : un réacteur explose en Italie à Seveso dans une usine du groupe Givaudan- Hoffman-Laroche produisant des herbicides. Un nuage de dioxine, produit cancérigène se répand sur la région. 1984 : à Bhopal en Inde, une fuite d’isocyanate de méthyl se produit dans une usine Union Carbide fabricant des pesticides .Presque 4000 morts et plusieurs centaines de milliers de personnes touchées (insuffisances respiratoires,cécité temporaire ou définitive, …) Bibiographie : EcoloChimie .Editions Culture et Sciences Chimie de l’Environnement – DeBoeck Université TP : analyse des eaux A- Détermination de la teneur en ions nitrate dans une eau La principale source de pollution par les ions nitrate est l’utilisation d’engrais par les agriculteurs (apport direct sous forme de nitrate d’ammonium NO3NH4 soluble par exemple ou indirectement dans les purins et fumiers). En raison de leur grande solubilité dans l’eau, ils sont facilement lessivés lors des pluies en direction des nappes phréatiques et cours d’eau. Une autre source de nitrate résulte des émissions azotées des automobiles et des unités industrielles qui rejettent des oxydes d’azote NOx qui se retrouvent sous forme de nitrate dans les sols après les pluies. Principe : La teneur en nitrate est déterminée par spectrophotométrie après réduction en ion nitrite et coloration de ceux-ci grâce à un réactif et comparaison avec une solution étalon de concentration parfaitement connue 1. L’eau à analyser a été passée sur une colonne contenant du cadmium. Tous les ions nitrates ont été réduits en nitrite et le cadmium métallique oxydé en ion Cd2+. Ecrire les demi-équations redox des couples NO3 -/NO2 - et Cd2+/Cd puis l’équation – bilan de la réaction du cadmium sur les ions nitrates. Soit P1 la solution obtenue après passage sur colonne de cadmium. C’est P1 qui est fournie pour ce TP. On appelle C1 sa concentration en ion nitrite. Manipulation : • Dans une fiole jaugée de 50,0 mL, introduire un volume V = 5 mL de solution P1, et compléter au trait de jauge avec le réactif R qui réagit avec les ions nitrite pour donner une coloration rose. Soit P’1 la solution obtenue. • Dans une fiole jaugée de 50,0 mL, introduire un volume V = 5 mL de solution E, solution étalon de nitrite de concentration parfaitement connue Ce = 10,0 mg/L et compléter au trait de jauge avec le réactif R Soit E’ la solution obtenue. • Laisser reposer 15 minutes • Préparer trois cuves spectrophotométriques : l’une contenant du réactif R et qui servira à faire le zéro du spectrophotomètre puisque ne contenant pas d’ions nitrite, une autre la solution E’ et la dernière la solution P’1. • Mesurer les absorbances Ae et A1 des deux solutions E’ et P’1 à 525 nm. E’ P’1 Absorbance A Exploitation des résultats : 2. Quelle relation existe-t-il entre la concentration C’1 en ion nitrites dans P’1 et C1 ? 3. Quelle relation existe-t-il entre la concentration CE’ en ion nitrites dans uploads/Industriel/ tp-chimie-environnement.pdf