Fuite de dichlorométhane en laboratoire

Comprendre la Fuite de dichlorométhane en laboratoire

Dans un laboratoire de recherche en chimie, un flacon de 500 mL de dichlorométhane (DCM), un solvant organique volatil, est accidentellement renversé sur une table de travail.

Le laboratoire est équipé d’une ventilation mais on s’inquiète de la concentration de DCM dans l’air, car ce composé est toxique par inhalation.

L’objectif de cet exercice est de calculer la concentration de DCM dans l’air du laboratoire immédiatement après l’évaporation du liquide renversé.

Données :

• Volume du laboratoire (V_lab) = 150 m³.
• Température du laboratoire (T) = 25°C, soit 298 K.
• Pression atmosphérique (P) = 1 atm.
• Masse molaire du dichlorométhane (M_DCM) = 84.93 g/mol.
• Densité du dichlorométhane (ρ_DCM) = 1.33 g/mL.
• La constante des gaz parfaits (R) = 0.0821 L·atm/K·mol.

Question :

Calculer la concentration de dichlorométhane dans l’air du laboratoire en ppm (parties par million) après l’évaporation totale du solvant renversé.

Correction : Fuite de dichlorométhane en laboratoire

1. Calcul de la masse de dichlorométhane renversé

Formule utilisée :

\[ Masse_{DCM} = Volume_{flacon} \times \rho_{DCM} \]

Substitution et calcul :

\[ Masse_{DCM} = 500 \, \text{mL} \times 1.33 \, \text{g/mL} \] \[ Masse_{DCM} = 665 \, \text{g} \]

La masse du dichlorométhane renversé est de 665 g.

2. Calcul du nombre de moles de dichlorométhane

Formule utilisée :

\[ n_{DCM} = \frac{Masse_{DCM}}{M_{DCM}} \]

Substitution et calcul :

\[ n_{DCM} = \frac{665 \, \text{g}}{84.93 \, \text{g/mol}} \] \[ n_{DCM} \approx 7.83 \, \text{moles} \]

Il y a environ 7.83 moles de dichlorométhane.

3. Utilisation de l’équation des gaz parfaits pour déterminer le volume occupé par le DCM à 298 K et 1 atm

Formule utilisée :

\[ V_{DCM} = n_{DCM} \times R \times T \]

Substitution et calcul :

\[ V_{DCM} = 7.83 \, \text{moles} \times 0.0821 \, \text{L·atm/K·mol} \times 298 \, \text{K} \] \[ V_{DCM} \approx 191.44 \, \text{L} \]

Conversion en mètres cubes :

\[ V_{DCM} = 191.44 \, \text{L} \] \[ V_{DCM} = 0.19144 \, \text{m}^3 \]

Le volume de dichlorométhane évaporé occupe environ 0.19144 m³.

4. Calcul de la concentration de DCM dans l’air du laboratoire

Formule utilisée :

\[ Concentration_{DCM} = \left(\frac{V_{DCM}}{V_{lab}}\right) \times 10^6 \, \text{ppm} \]

Substitution et calcul :

\[ Concentration_{DCM} = \left(\frac{0.19144 \, \text{m}^3}{150 \, \text{m}^3}\right) \times 10^6 \] \[ Concentration_{DCM} \approx 1276 \, \text{ppm} \]

La concentration de dichlorométhane dans l’air du laboratoire est d’environ 1276 ppm.

Conclusion :

La concentration calculée de dichlorométhane dans l’air dépasse largement les limites d’exposition professionnelle recommandées, ce qui nécessite des mesures immédiates pour garantir la sécurité des personnes présentes, telles que l’amélioration de la ventilation ou l’évacuation du laboratoire.

Fuite de dichlorométhane en laboratoire