Chimie, biologie et physiopathologie humaines (ST2S) · Terminale · Chimie : prévenir et sécuriser
Sécurité routière et sécurité des aliments
Un bilan de matière, une oxydoréduction.
En bref
Un coussin gonflable qui se déploie en quelques millisecondes, un éthylotest qui change de couleur, un beurre qui rancit : trois transformations chimiques qui touchent directement à ta sécurité.
L'airbag : un bilan de matière
Lors d'un choc, un détonateur déclenche la décomposition d'un solide qui libère un grand volume de diazote. Le modèle historique utilise l'azoture de sodium :
2 NaN₃ → 2 Na + 3 N₂
Pour un gaz, on relie la quantité de matière au volume par le volume molaire Vm :
V = n × Vm, avec Vm ≈ 24 L/mol à 20 °C sous la pression atmosphérique
Exemple travaillé : 130 g d'azoture de sodium (M = 65 g/mol).
- n(NaN₃) = m ÷ M = 130 ÷ 65 = 2,0 mol.
- D'après l'équation, 2 mol de NaN₃ donnent 3 mol de N₂ : n(N₂) = 3,0 mol.
- V(N₂) = 3,0 × 24 = 72 L : de quoi gonfler le coussin.
Les coefficients de l'équation donnent les proportions : c'est la base de tout bilan de matière. L'azoture étant toxique, les générateurs actuels utilisent d'autres composés, sur le même principe.
L'alcootest : une oxydoréduction
L'éthylotest chimique contient des ions dichromate (orange) qui oxydent l'éthanol de l'air expiré ; ils sont réduits en ions chrome III (verts).
| Le couple | La demi-équation |
|---|---|
| Cr₂O₇²⁻ / Cr³⁺ | Cr₂O₇²⁻ + 14 H⁺ + 6 e⁻ = 2 Cr³⁺ + 7 H₂O |
| CH₃COOH / C₂H₅OH | CH₃COOH + 4 H⁺ + 4 e⁻ = C₂H₅OH + H₂O |
On égalise les électrons échangés (12 = 2 × 6 = 3 × 4) :
2 Cr₂O₇²⁻ + 16 H⁺ + 3 C₂H₅OH → 4 Cr³⁺ + 11 H₂O + 3 CH₃COOH
Plus la zone verte est longue, plus l'air expiré contient d'alcool. Les éthylomètres électroniques mesurent la même chose par d'autres principes.
Seuil légal : 0,5 g d'alcool par litre de sang, soit 0,25 mg par litre d'air expiré (0,2 g/L pour les jeunes conducteurs et les conducteurs de transport en commun)
Les stupéfiants (cannabis, cocaïne, opiacés, amphétamines) sont dépistés par un test salivaire, confirmé ensuite par une analyse en laboratoire.
La dégradation des aliments
| Le phénomène | Ce qui se passe | Les facteurs |
|---|---|---|
| Brunissement enzymatique (pomme coupée) | Une enzyme, la polyphénol oxydase, oxyde des polyphénols par le dioxygène : il se forme des pigments bruns | Dioxygène, température |
| Rancissement oxydatif | Le dioxygène oxyde les acides gras insaturés | Dioxygène, lumière, chaleur |
| Rancissement hydrolytique (beurre) | L'hydrolyse des triglycérides libère des acides gras à l'odeur forte | Eau, enzymes, micro-organismes |
| Caillage du lait | Des bactéries transforment le lactose en acide lactique ; l'acidité fait coaguler les protéines | Micro-organismes, température |
La conservation
| Procédés physiques | Procédés chimiques |
|---|---|
| Froid : réfrigération, congélation | Conservateurs (additifs E200 à E299) |
| Chaleur : pasteurisation, stérilisation | Antioxydants (E300 et suivants, comme l'acide ascorbique) |
| Élimination de l'eau : séchage, lyophilisation | Salage, sucrage, acidification |
| Emballage sous vide ou sous atmosphère contrôlée |
Contrôler la qualité
- La fraîcheur d'un lait se mesure par un dosage de son acidité, exprimée en degrés Dornic : 1 °D correspond à 0,1 g d'acide lactique par litre. Un lait frais titre environ 15 à 18 °D.
- La dose journalière admissible (DJA) est la quantité d'une substance ajoutée volontairement (additif) que l'on peut ingérer chaque jour, toute sa vie, sans risque appréciable ; la dose journalière tolérable (DJT) joue le même rôle pour un contaminant. Elles s'expriment en mg par kg de masse corporelle et par jour.
Exemple : DJA de l'aspartame = 40 mg/kg/jour. Pour un enfant de 25 kg : 40 × 25 = 1 000 mg par jour au maximum.
La DJA dépend de la masse de la personne : un enfant l'atteint bien plus vite qu'un adulte.
Teste-toi
6 questions pour vérifier
Touche une réponse : la correction s’affiche tout de suite.
1.Quelle relation relie le volume d’un gaz à sa quantité de matière ?
2.D’après 2 NaN₃ → 2 Na + 3 N₂, combien de moles de diazote donnent 4 mol d’azoture de sodium ?
3.Dans l’éthylotest chimique, que devient l’éthanol ?
4.Quel changement de couleur indique la présence d’alcool dans un éthylotest chimique ?
5.Quel est le seuil légal d’alcoolémie pour un conducteur expérimenté ?
6.Le rancissement hydrolytique du beurre est dû :
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