Monoxyde de carbone

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Le monoxyde de carbone est un des oxydes du carbone. Sa formule chimique est CO, sa molécule est donc composée d'un atome de carbone et d'un atome d'oxygène ; il est gazeux dans les conditions normales de pression et de température.

Le monoxyde de carbone est incolore, inodore et toxique. Produit par toute combustion de matière organique lorsque l'oxygénation du foyer est insuffisante (combustion incomplète), il peut être la cause d'intoxications mortelles.

Le monoxyde de carbone est métastable à température et pression ambiantes. Il a tendance à réagir avec une autre molécule de monoxyde de carbone pour former du dioxyde de carbone et du carbone. C'est selon cette réaction réversible qu'on transporte du carbone.

**Propriétés**
General
Nom	Monoxyde de carbone
Formule chimique	C O
Apparence	Gaz incolore
Propriétés physiques
Masse moléculaire	28.0 u
Point de fusion	68 K (-205 °C)
Point de vaporisation	81 K (-192 °C)
Densité	8.0 ×10³ kg/m³ (liquide) 1.145 kg/m³ (gaz à 298K) - moins dense que l'air
Solubilité	0.0026 g dans 100 grammes d'eau (10cl)
Thermochimie
Δ_fH⁰_gaz	-110.53 kJ/mol
Δ_fH⁰_liquide	? kJ/mol
Δ_fH⁰_solide	? kJ/mol
Conduite A Tenir (CAT)
Ingestion	Cause possible de nausée et vomissements.
Inhalation	Très dangereuse, mortelle. Des niveaux d'exposition d'environ 100-800 ppm entrainent des maux de tête d'intensité variable. Au-delà, nausée, inconscience, atteinte cérébrale, décès..
Peau	L'inhalation peut provoquer des lésions cutanées, éviter tout contact avec le liquide cryogénique.
Yeux	L'inhalation peut provoquer des troubles de la vue à long-terme.
Plus d'informations (en anglais)	Hazardous Chemical Database
Les unités SI ont été utilisées autant que possible. Sauf mention contraire, il est fait référence aux conditions standards de température et de pression.

Sommaire

1 Toxicité
2 Physiologie
3 Chimie
4 Intoxication au monoxyde de carbone
5 Sécurité
- 5.1 Référence ONU pour le transport de matières dangereuses
6 Liens externes

[modifier] Toxicité

Le monoxyde de carbone est émis par les automobiles quand la température est insuffisante pour une oxydation complète des hydrocarbures de l'essence en eau et en CO₂, température insuffisante du fait d'une durée insuffisante dans la chambre de combustion ou du fait d'une présence insuffisante d'oxygène. Il est généralement plus difficile de créer une combustion à faible rejet de CO qu'à faible rejet d'imbrûlés. La première source de CO pour l'homme est la cigarette. Le CO a une forte affinité (230 fois supérieure à celle du dioxygène) pour l'ion fer de l'hémoglobine, le principal transporteur d'oxygène dans le sang. De ce fait, peu de CO dans l'air inspiré conduit rapidement à la formation de carboxyhémoglobine qui remplace l'oxyhémoglobine. La capacité de transport de l'oxygène est diminuée et devient rapidement insuffisante pour apporter l'oxygène nécessaire aux tissus. Par ailleurs, le CO bloque des enzymes de la chaîne respiratoire mitochondriale : il s'ensuit une impossibilité pour la cellule d'utiliser l'oxygène qui lui parvient. Ainsi, l'organisme souffre rapidement d'une hypoxie généralisée : hypoxie "de transport" (dite hypoxie hypoxémique) et hypoxie "d'utilisation" (dite hypoxie histotoxique). Les tissus les plus sensibles au manque d'oxygène sont ceux qui en utilisent le plus, surtout si leur réserve énergétique est faible : le système nerveux central et le cœur sont les plus touchés. Une exposition suffisante peut rendre une personne inconsciente simplement en réduisant l'apport d'oxygène au cerveau, et provoquer des dommages cérébraux jusqu'au décès par anoxie. La carboxyhémoglobine a une teinte rouge vif de tel sorte qu'un empoisonnement au CO peut provoquer une teinte rose au niveau des joues. Cette coloration dite "teinte cochenille" est rarement observée en clinique. Elle est parfois constatée dans les intoxications massives, lors de l'autopsie.

Les premiers secours pour une intoxication au monoxyde de carbone consistent à retirer la personne de la pièce d'exposition (sans se mettre en danger, le CO est inodore, appeler les secours, masser en cas d'arrêt cardiaque, voire défibriller si l'on dispose de l'équipement adéquat, insuffler (bouche à bouche, ballon). L'apport d'oxygène, antidote de l'intoxication, est souhaitable, aussi rapidement que possible. Dans certains cas, une hyperoxygénation en caisson hyperbare sera prescrite.

La principale cause d'intoxication aigüe est l'utilisation de chaudières et cheminées à l'entretien imparfait ou trop espacé dans des pièces mal ventilées (hiver). On recense chaque année de nombreux décès de la sorte. Une cause émergente est l'utilisation d'appareils de chauffage d'appoint (gaz, pétrole,...) fonctionnant de façon prolongée (> 2 heures) : ces appareils utilisent l'oxygène de la pièce où ils fonctionnent et y rejettent la totalité des gaz brûlés.

[modifier] Physiologie

Le corps produit naturellement du monoxyde de carbone. L'hème de l'hémoglobine est le substrat d'une enzyme (oxygénase) qui va produire du monoxyde de carbone et de la biliverdine. La biliverdine peut alors être réduite en bilirubine qui sera excrétée par le foie. Au niveau du cerveau, on a pu mettre en évidence un rôle de neurotransmetteur au monoxyde de carbone.

[modifier] Chimie

C'est la théorie des orbitales moléculaires qui est la plus à même de décrire la structure du monoxyde de carbone. La distance interatomique de 0,111 nm) correspond à une triple liaison partielle. La molécule présente un faible moment dipolaire (inattendu, l'oxygène est en effet plus électronégatif que le carbone) et il est commun de le représenter par trois formes de résonance : <math>C^-\equiv O^+ \quad\leftrightarrow\quad C=O \quad\leftrightarrow\quad C^+-O^-</math>

On note une entorse à la règle de l'octet dans les deux structures de droite.

Le nickel forme avec le monoxyde de carbone un composé volatil, le nickel carbonyl (cancérigène). Ce composé se décompose immédiatement en monoxyde de carbone et nickel ce qui permet la purification du nickel.

On peut produire de l'acide acétique en faisant réagir du monoxyde de carbone et du méthanol avec une catalyse homogène de rhodium (procédé Monsanto).

[modifier] Intoxication au monoxyde de carbone

Le monoxyde de carbone est un gaz incolore et inodore : il est indétectable sauf utilisation d'un appareil spécifique. Sa densité est voisine de celle de l’air : il diffuse très rapidement dans le lieu où il est produit. Sa production résulte de la combustion incomplète de toute molécule organique. On peut notamment citer : bois, butane, propane, gaz naturel, charbon, essence, fioul, pétrole. Dès que la concentration d'oxygène diminue au niveau du foyer de combustion et notamment lorsque la concentration d'oxygène devient inférieure à 14 %, la production de monoxyde de carbone est majoritaire. Il agit comme un gaz asphyxiant très toxique qui, absorbé en quelques minutes par l’organisme, se fixe sur l’hémoglobine et sur les enzymes de la chaine respiratoire au niveau de la cellule. Le monoxyde de carbone a en effet 200 fois plus d'affinité pour l'hémoglobine que l'oxygène.

Parmi les multiples sources de monoxyde de carbone, on peut notamment citer :

tous les moteurs à explosion quel que soit le combustible (automobiles, groupes électrogènes, motopompes,...).
les systèmes fixes de chauffage avec combustion.
les appareils de chauffage d'appoint avec combustion (qui d'une part consomme l'oxygène de la pièce où ils fonctionnent et, d'autre part, y rejettent les gaz brulés, dont le monoxyde de carbone.
les appareils de production d'eau chaude avec combustion.
tout appareil ou outillage avec combustion (décolleuse à papiers-peints,...).
la combustion du tabac, principale source d'exposition chronique.

Ces risques se multiplient souvent en cas de mauvais temps ou de tempête, où le vent refoule bien souvent le gaz à l’intérieur du bâtiment.

Beaucoup d’intoxications sont dûes au mauvais fonctionnement des appareils de chauffage et anomalies d’aération. On recense également l'utilisation du monoxyde de carbone comme méthode de suicide.

[modifier] Symptômes

À faible exposition : Mal de tête frontal, nausées, fatigue.
À exposition moyenne : Mal de tête frontal persistant avec sensation de battements, nausées, vertiges ou étourdissements, somnolence, vomissements, pouls rapide, baisse des réflexes et du jugement.
À exposition très importante : Faiblesse, évanouissement, convulsions, coma, décès.

Mal de tête et nausées sont les symptômes les plus fréquemment rencontrés. Ils sont inconstants et non spécifiques. Les femmes enceintes, les personnes âgées et les enfants de moins de deux mois sont plus fragiles face au monoxyde de carbone.

Durée d'exposition :

Il agit comme un gaz asphyxiant très toxique qui, absorbé en quelques minutes par l’organisme, se fixe sur l’hémoglobine : - 0,1 % de CO dans l’air tue en une heure - 1 % de CO dans l’air tue en 15 minutes - 10% de CO dans l’air tuent immédiatement.

[modifier] À savoir

En ce cas, il faut :

aérer immédiatement les locaux en ouvrant portes et fenêtres.
faire évacuer les locaux et vider les lieux de leurs occupants.
appeler les secours

[modifier] Comment le combattre

La plante Chlorophytum s'attaque au Monoxyde de carbone. En 24h il est capable de supprimer 96% du monoxyde de carbone contenu dans l'air.

[modifier] Traitement

L'antidote de l'intoxication par le monoxyde de carbone est l'oxygène. Le plus souvent utilisé en normobarie, il est, dans les cas les plus graves, utilisé en hyperbarie dans un caisson d'oxygénothérapie hyperbare l'oxygénothérapie hyperbare

[modifier] Cas célèbre

C'est d'une intoxication au monoxyde de carbone qu'est mort l'écrivain Émile Zola, pendant son sommeil et à son domicile, le 29 septembre 1902. On ignore si cette intoxication est accidentelle ou si elle a été intentionnellement provoquée.

[modifier] Sécurité

Que faire en cas d’accident ?

Les consignes de sécurité en cas d’accident dû au monoxyde de carbone sont simples :

Aérer immédiatement les locaux en ouvrant portes et fenêtres.
Faire évacuer les locaux et vider les lieux de leurs occupants.
Appeler les secours :
- France :
1. - Pompiers : 18
  - SAMU : 15
- Canada / États-Unis :
1. * Pompiers / Ambulance: 911
Ne réintégrer les locaux qu’après le passage d’un professionnel qualifié qui recherchera la cause de l’intoxication et proposera les travaux à effectuer.
Contacter :

La direction départementale des Affaires Sanitaires et Sociales ou le Laboratoire central de la Préfecture de Police pour Paris et les départements 92, 93 et 94. Ces services sont en mesure de vous donner des informations complémentaires et peuvent intervenir pour vous permettre d’obtenir une aide.