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Monoxyde de carbone

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Monoxyde de carbone
Image illustrative de l’article Monoxyde de carbone
Image illustrative de l’article Monoxyde de carbone
Identification
No CAS630-08-0
NoECHA100.010.118
No CE211-128-3
PubChem281
ChEBI17245
Apparencegaz comprimé incolore, inodore, insipide[1].
Propriétés chimiques
FormuleCO  [Isomères]CO
Masse molaire[a]28,010 1 ± 0,001 1 g/mol
C 42,88 %, O 57,12 %,
Moment dipolaire0,109 80 D[2]
Propriétés physiques
T° fusion−205 °C[1]
T° ébullition−191 °C[1]
Solubilitédans l'eau à20 °C :2,3 ml/100 ml[1]
Masse volumique1,145 (gaz à 298K)

équation[3] :ρ=2.897/0.27532(1+(1−T/132.92)0.2813){\displaystyle \rho =2.897/0.27532^{(1+(1-T/132.92)^{0.2813})}}
Masse volumique du liquide en kmol·m-3 et température en kelvins, de 68,15 à 132,92 K.
Valeurs calculées :

T (K) T (°C) ρ (kmol·m-3) ρ (g·cm-3)
68,15−20530,180,84534
72,47−200,6829,574460,82838
74,63−198,5229,265020,81971
76,79−196,3628,95060,81091
78,95−194,2128,630890,80195
81,1−192,0528,305530,79284
83,26−189,8927,974150,78356
85,42−187,7327,636310,77409
87,58−185,5727,291530,76444
89,74−183,4126,939270,75457
91,9−181,2526,578910,74448
94,06−179,0926,209750,73414
96,22−176,9325,830990,72353
98,38−174,7725,441690,71262
100,54−172,6225,040770,70139
T (K) T (°C) ρ (kmol·m-3) ρ (g·cm-3)
102,69−170,4624,626940,6898
104,85−168,324,198670,6778
107,01−166,1423,754120,66535
109,17−163,9823,291020,65238
111,33−161,8222,806550,63881
113,49−159,6622,297120,62454
115,65−157,521,758060,60944
117,81−155,3421,183060,59334
119,97−153,1820,563330,57598
122,13−151,0319,885930,557
124,28−148,8719,130550,53585
126,44−146,7118,261880,51152
128,6−144,5517,208230,482
130,76−142,3915,77220,44178
132,92−140,2310,5220,29472

Graphique P=f(T)

T° d'auto-inflammation605 °C[1]
Point d’éclairGaz Inflammable[1]
Limites d’explosivité dans l’air12,5–74,2 %vol[1]
Pression de vapeur saturante

équation[3] :Pvs=exp(45.698+−1076.6T+(−4.8814)×ln(T)+(7.5673E−5)×T2){\displaystyle P_{vs}=exp(45.698+{\frac {-1076.6}{T}}+(-4.8814)\times ln(T)+(7.5673E-5)\times T^{2})}
Pression en pascals et température en kelvins, de 68,15 à 132,92 K.
Valeurs calculées :

T (K) T (°C) P (Pa)
68,15−20515 430
72,47−200,6830 682,52
74,63−198,5241 855,32
76,79−196,3656 000,92
78,95−194,2173 618,55
81,1−192,0595 237,05
83,26−189,89121 410,86
85,42−187,73152 716,18
87,58−185,57189 747,54
89,74−183,41233 114,81
91,9−181,25283 440,89
94,06−179,09341 359,99
96,22−176,93407 516,66
98,38−174,77482 565,44
100,54−172,62567 171,29
T (K) T (°C) P (Pa)
102,69−170,46662 010,56
104,85−168,3767 772,7
107,01−166,14885 162,45
109,17−163,981 014 902,65
111,33−161,821 157 737,47
113,49−159,661 314 436,17
115,65−157,51 485 797,24
117,81−155,341 672 652,99
119,97−153,181 875 874,49
122,13−151,032 096 376,86
124,28−148,872 335 125,02
126,44−146,712 593 139,68
128,6−144,552 871 503,86
130,76−142,393 171 369,65
132,92−140,233 494 000
P=f(T)
Point critique−140,05 °C,3,50 MPa[4]
Vitesse du son338 m·s-1 (0 °C,1 atm)[5]
Thermochimie
ΔfH0gaz−110,53 kJ·mol-1[6]
Cp

équation[7] :CP=(29.556)+(−6.5807E−3)×T+(2.0130E−5)×T2+(−1.2227E−8)×T3+(2.2617E−12)×T4{\displaystyle C_{P}=(29.556)+(-6.5807E-3)\times T+(2.0130E-5)\times T^{2}+(-1.2227E-8)\times T^{3}+(2.2617E-12)\times T^{4}}
Capacité thermique du gaz en J·mol-1·K-1 et température en kelvins, de 60 à 1 500 K.
Valeurs calculées :
29,077 J·mol-1·K-1 à 25 °C.

T
(K)		T
(°C)		Cp
(Jkmol×K){\displaystyle ({\tfrac {J}{kmol\times K}})}		Cp
(Jkg×K){\displaystyle ({\tfrac {J}{kg\times K}})}
60−213,1529 2311 044
156−117,1528 9741 034
204−69,1528 9511 034
252−21,1528 9891 035
30026,8529 0821 038
34874,8529 2221 043
396122,8529 4031 050
444170,8529 6201 057
492218,8529 8671 066
540266,8530 1391 076
588314,8530 4311 086
636362,8530 7381 097
684410,8531 0551 109
732458,8531 3791 120
780506,8531 7051 132
T
(K)		T
(°C)		Cp
(Jkmol×K){\displaystyle ({\tfrac {J}{kmol\times K}})}		Cp
(Jkg×K){\displaystyle ({\tfrac {J}{kg\times K}})}
828554,8532 0301 144
876602,8532 3511 155
924650,8532 6651 166
972698,8532 9681 177
1 020746,8533 2601 187
1 068794,8533 5361 197
1 116842,8533 7971 207
1 164890,8534 0391 215
1 212938,8534 2621 223
1 260986,8534 4651 230
1 3081 034,8534 6471 237
1 3561 082,8534 8071 243
1 4041 130,8534 9461 248
1 4521 178,8535 0641 252
1 5001 226,8535 1611 255
PCS283,0 kJ·mol-1 (25 °C, gaz)[8]
PCI283,4 kJ·mol-1[9]
Propriétés électroniques
1reénergie d'ionisation14,014 ± 0,000 3 eV (gaz)[10]
Cristallographie
Symbole de PearsoncP8{\displaystyle cP8\,}[11]
Classe cristalline ougroupe d’espaceP213, (no 198) [11]
cubique

Hermann-Mauguin :P 21 3{\displaystyle P\ 2_{1}\ 3\,}

Schoenflies :T4{\displaystyle T^{4}\,}
StrukturberichtB21[11]
Précautions
SGH[12],[13]
SGH02 : InflammableSGH04 : Gaz sous pressionSGH06 : ToxiqueSGH08 : Sensibilisant, mutagène, cancérogène, reprotoxique
Danger
H220,H331,H360D,H372,P201,P210,P261,P311,P403 etP410
H220 : Gaz extrêmement inflammable
H331 : Toxique par inhalation
H360D : Peut nuire au fœtus.
H372 : Risque avéré d'effets graves pour les organes(indiquer tous les organes affectés, s'ils sont connus) à la suite d'expositions répétées ou d'une exposition prolongée(indiquer la voie d'exposition s'il est formellement prouvé qu'aucune autre voie d'exposition ne conduit au même danger)
P201 : Se procurer les instructions avant utilisation.
P210 : Tenir à l’écart de la chaleur/des étincelles/des flammes nues/des surfaces chaudes. — Ne pas fumer.
P261 : Éviter de respirer les poussières/fumées/gaz/brouillards/vapeurs/aérosols.
P311 : Appeler un CENTRE ANTIPOISON ou un médecin.
P403 : Stocker dans un endroit bien ventilé.
P410 : Protéger du rayonnement solaire.
SIMDUT[14]
A : Gaz compriméB1 : Gaz inflammableD1A : Matière très toxique ayant des effets immédiats graves
A,B1,D1A,D2A,
Transport
-
Numéro ONU :
1016 : MONOXYDE DE CARBONE COMPRIMÉ
InhalationTrès dangereuse, mortelle
IngestionCause possible de nausée et vomissements avec risque d'intoxication
Composés apparentés
Autres cationsMonoxyde de silicium
Monoxyde de germanium
Oxyde d'étain(II)
Oxyde de plomb(II)
Unités duSI etCNTP, sauf indication contraire.
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Lemonoxyde de carbone est le plus simple desoxydes du carbone. Lamolécule est composée d'unatome decarbone et d'un atome d'oxygène ; saformule brute s'écrit CO et saformule semi-développée C≡O ou |C≡O|. Ce corps composé est à l'étatgazeux dans lesconditions normales de température et de pression.

Le monoxyde de carbone est un gaz incolore, inodore, insipide et non irritant, indétectable par lesmammifères bien que particulièrement toxique. Le mélange avec l'air est facile car les deux gaz ont une densité proche[b]. Chez l'être humain, il est la cause de nombreusesintoxications domestiques, parfois mortelles, qui peuvent être évitées par l'utilisation d'undétecteur de monoxyde de carbone[15]. Son émanation, provenant d'une combustion incomplète de composés carbonés, est accentuée par une mauvaise alimentation en air frais et/ou une mauvaise évacuation des produits de combustion (ventilation).

Le monoxyde de carbone n'est pas ungaz à effet de serre (GES), mais un facteur indirect de réchauffement de l'atmosphère : il peut réagir avec lesradicaux hydroxyles (OH), qui dégradent naturellement le méthane dans l'atmosphère ; en consommant ces radicaux, le CO prolonge la durée de vie du méthane qui est un puissant GES.

Structure orbitalaire

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Lesorbitales moléculaires qui décrivent la structure du monoxyde de carbone sont relativement semblables à celle dudiazote N2. Les deux molécules ont chacune quatorze électrons et quasiment la même masse molaire. À première vue, on pourrait penser, à tort, que l'atome de carbone estdivalent dans lemésomère C=O et que c'est donc uncarbène. Cependant, l'isomère de résonance−C≡O+ est la forme prédominante[16], comme l'indique la distance interatomique de 112 pm, qui correspond plutôt à une tripleliaison. En conséquence, la molécule CO présente unmoment dipolaire inversé par rapport aux prévisions que l'on pourrait faire grâce à l'électronégativité de C et de O : une légèrecharge partielle négative réside sur le carbone.

Propriétés chimiques

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Dans lesconditions normales de température et de pression, le monoxyde de carbone est un gaz incolore et inodore, très peu soluble dans l'eau. Ses points d'ébullition et de fusion, et surtout sa densité gazeuse sont proches de ceux de l'azote moléculaire. Mais l'asymétrie d'électronégativité explique qu'il est beaucoup plus réactif que l'azote moléculaire et joue un rôle deligand dans des complexes métalliques. Sa toxicité (voirinfra) ou samétastabilité en dessous de950 °C en sont une preuve.

Le premier sens de l'équation réversible de Boudouard est une réaction de décomposition chimique exothermique (ΔH < 0).

2 CO⟶CO2+C{\displaystyle \mathrm {2\ CO\longrightarrow CO_{2}+C} }

avec une variation d'enthalpie (ΔH) de −39 kcal/mol (−163 kJ/mol).

La cinétique de cette réaction réversible est catalysée par les surfaces de métaux et d'oxydes métalliques, par exemple le fer et ses oxydes. Si la réaction a lieu avec unecinétique suffisante, elle est à moitié réalisée vers700 °C et complète en dessous de400 °C. Comme la réaction de Boudouard présentée dans cette direction est exothermique, elle est donc, d'après laloi de van 't Hoff, thermodynamiquement favorisée par une diminution de la température qui favorise l'évacuation de la chaleur produite par la réaction. Néanmoins la température doit être suffisante du point de vue de la cinétique réactionnelle.

En raison de la minimisation de la variation d'enthalpie libre de la réaction (voirdiagramme d'Ellingham), l'action du carbone sur le dioxygène conduit :

Le monoxyde de carbone est absorbé par une solution saturée dechlorure cuivreux dans de l'acide chlorhydrique qui précipite. Ce précipité, composé d'addition sous forme de cristaux blancs permettait avec l'appareil Orsat de doser de manière volumétrique le monoxyde de carbone parmi d'autres gaz. L'analyse de ce gaz industriel, combustible, était pratiquée communément bien avant 1880.

Formation du monoxyde de carbone lors des combustions incomplètes

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Lorsque l'oxygénation du foyer est insuffisante pour brûler complètement les gaz formés à partir de la matière, mais que la réaction est assezexothermique pour élever et maintenir la température au-delà de950 °C, le monoxyde de carbone se forme préférentiellement au dioxyde de carbone, selon l'équilibre de Boudouard. En dessous de ce seuil, la molécule CO estmétastable,a fortiori à température et pression ambiantes. Elle se décompose toutefois très lentement, et surtout au contact de surfaces pour former dudioxyde de carbone et ducarbone. C'est selon cette réaction réversible que le carbone est transporté au cœur des procédéssidérurgiques ou, plus surprenant, au cœur de mécanismes biochimiquesin vivo.

Combustion et vieux usages industriels

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Le monoxyde de carbone réagit avec le dioxygène pour former du dioxyde de carbone suivant la réaction exothermique (ΔH < 0) :

2 CO+O2⟶2 CO2{\displaystyle \mathrm {2\ CO+O_{2}\longrightarrow 2\ CO_{2}} }

avec une variation d'enthalpie (ΔH) de −67,5 kcal/mol (−282 kJ/mol).

C'est pourquoi il était préparé en quantité considérable dans legazogène de type Siemens. Ce gaz (combustible en présence d'air) est le produit d'une combustion incomplète de lits de charbon, le but étant de maintenir une température importante (supérieure à 950 °C) pour favoriser la production de monoxyde de carbone face au dioxyde.

Lapyrolyse de lahouille ougazéification du charbon par exemple permet d'obtenir legaz de houille qui contient environ un dixième de masse en monoxyde de carbone (en général, lesgaz manufacturés d'abord produits pour les besoins de l'éclairage contiennent principalement dudihydrogène, duméthane, desoxydes de carbone).


Autre exemple: la projection d'eau ou de vapeur d'eau sur du charbon porté au rouge, permet d'obtenir legaz à l'eau, encore appelé après purificationgaz de synthèse.

C+H2O⟶CO+H2{\displaystyle \mathrm {C+H_{2}O\longrightarrow CO+H_{2}} }

Cetteréduction de la vapeur d'eau est conduite à500 °C, catalysée sur un lit deFe2O3 et d'autres oxydes métalliques. Cette réaction autrefois commune encarbochimie estendothermique (ΔH > 0), avec une variation d'enthalpie libre (ΔH) de +10 kcal/mol (+41,8 kJ/mol).

Le monoxyde de carbone est le gaz réducteur des divers oxydes métalliques. Il se forme en traversant les couches de charbon de bois des bas fourneaux antiques et deshauts fourneaux, communs à partir duXIVe siècle. Lesmétallurgistes, et en particulier lessidérurgistes de l'Antiquité ou du Moyen Âge, soupçonnent déjà l'existence d'un corps subtil qui réduit les minerais finement triés et concassés.

Réduction du CO par le dihydrogène H2

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Suivant les catalyseurs employés, lesstœchiométries et les conditions desphases gazeuses, une gamme demolécules organiques ou, en présence de métaux réactifs, decarbures métalliques comme lecarbure de tungstène (utilisation de poudres carbonées dans la production) a été obtenue au tournant duXXe siècle. Les chimistes allemands et français ont été les précurseurs.

Senderens etSabatier en 1902 proposent lenickel à240 °C sous 1atm.

CO+3 H2⟶H2O+CH4{\displaystyle \mathrm {CO+3\ H_{2}\longrightarrow H_{2}O+CH_{4}} }

Si on augmente la pression au-delà de100 atm et si on adapte lacatalyse, la synthèse de combustibles liquides, sous forme d'hydrocarbures, ou encore d'alcènes, d'alcools, deglycols ou decétones est réalisable.

La synthèse duméthanol, une des plus importantes matières premières industrielles de synthèse, illustre ce type de procédé :

CO+2 H2⟶CH3OH{\displaystyle \mathrm {CO+2\ H_{2}\longrightarrow CH_{3}OH} }

À une pression d'environ300 atm, et une température de370 °C, l'emploi de catalyseurs à base deZnO,Cr2O3 permet d'obtenir un méthanol très pur.

Une autre possibilité de catalyse à50 atm, à une température de250 °C avecCuO,ZnO,Al2O3 est encore commune pour obtenir du méthanol.

On peut produire de l'acide acétique en faisant réagir du monoxyde de carbone et duméthanol avec unecatalyse homogène derhodium (procédéMonsanto).

Cependant, ces réactions ne sont pas utilisées dans tous les cas, d'autres réactionscatalysées par l'activité microbienne sont plus efficaces, plus faciles à mettre en œuvre ou moins coûteuses, ainsi l'acide acétique (acide éthanoïque) peut être produit à partir d'éthanol lors de lafermentation acétique par des bactéries, l'éthanol étant lui-même produit à partir desucres lors de lafermentation alcoolique par deslevures ou desbactéries.

Réaction d'addition

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L'addition de CO en présence dedihydrogène avec les alcènes, appeléehydroformylation, permet la synthèse industrielle des aldéhydes.

alcène monosubstitué + CO2 + H2 → mélange d'aldéhydes, puis après réduction, d'alcools primaires.

L'action catalytique de Co(CO)4, à P #120 bars, T =80 °C, permet de fixer CO sur la chaîne carbonée. Les proportions deracémiques sont fonction de la facilité d'accès au site électrophile. De façon prépondérante, la chaîne est allongée plutôt que ramifiée.

Une réaction conduite en présence d'eau donne des acides carboxyliques. S'ils sont produits en même temps que des cétones, réduites en alcools, des équilibres d'estérification favorisent un mélange complexe avec des esters.

Le procédé Aldox permet à partir d'alcènes terminaux (voiralpha-olefin), propène, et de gaz de synthèse, une première réaction OXO. Après aldolisation avec la soude NaOH, puis une crotonisation à l'aide d'un acide, et enfin une hydrogénation sur Ni, des alcools primaires en C6-C9 peuvent servir de plastifiants sous forme d'ester.

Outre les alcènes, CO s'additionne aussi au dioxygène (combustion), aux dihalogènes ou au cyanogène, au soufre ou à la soude.

Composés d'addition avec des métaux de transition : les carbonyles de métaux

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Article détaillé :Carbonyle de métal.

Avec lenickel et lefer, comme avec les autresmétaux de transition dugroupeVI, dugroupeVII et dugroupeVIII, le monoxyde de carbone forme des composés d'addition. La structure de ces complexes a été élucidée par les travaux pionniers d'Alfred Werner.

Letétracarbonyle de nickel Ni(CO)4 est un composé volatil découvert en 1888 par Mond, Langer et Quincke qui a permis de purifier lenickel ducobalt. Ce composé,cancérogène, se décompose immédiatement en monoxyde de carbone et nickel, ce qui permet la purification du nickel. L'emploi de monoxyde de carbone sous forte pression a permis de découvrir une multitude d'autrescarbonyles de métaux entre 1890 et 1910, parmi lesquels Co(CO)4 utilisé ci-dessous comme catalyseur de la synthèse OXO. Ces transporteurs d'oxyde de carbone sur les molécules organiques, communément usités dès 1940 et appelés carbonyles métalliques, donneront cours à une intense littérature de brevets dans les années 1950. Fernand Gallais a apporté une meilleure compréhensionphysicochimique de ce domaine désormais établi de lachimie de coordination.

Le monoxyde de carbone dans la nature

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Une petite partie est d'origine géologique, une partie substantielle vient de la combustion de ressources énergétiques fossiles, mais l'essentiel provient des feux de biomasse. Ces feux sont en partie d'origine naturelle, mais le plus souvent d'origine anthropique (feux de forêt, de brousse, etc.).

Pour les panaches les plus concentrés en CO, hormis auJapon et enInde où la source anthropique domine, les feux de biomasse en sont l'origine première. Les feux contribuent« en moyenne à 45 % aux 1 % plus forts panaches observés en Allemagne, ce chiffre atteignant 70 % pour le nord-est des États-Unis et le sud-est de la Chine, et 90 % pour la Namibie »[18]. Ceci explique aussi la saisonnalité des pics de concentration en CO dans l'atmosphère, saisonnalité qui varie selon la proximité du pôle ou de l'équateur. Ces panaches touchent la couche limite des régions touchées (de 0 à 2 km au-dessus de la surface terrestre) et en partie transportés plus haut jusque dans la troposphère libre (au-dessus de la couche limite) où des vents plus forts les dispersent plus largement, et où ils peuvent persister un certain temps[18]. En aérologie, CO est un traceur parfois utilisé pour cartographier le déplacement de panaches de pollutions créées par de grands feux.

Intoxication au monoxyde de carbone

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Article détaillé :Intoxication au monoxyde de carbone.

L'intoxication par le monoxyde de carbone représente en France 6 000 à 8 000 cas par an dont 90 (en 2006[19]) à 300 décès[20]. C'est lapremière cause de décès par intoxication en France. En revanche la mortalité hospitalière est inférieure à 1 %.

Ces causes sont le plus souvent accidentelles, par mauvais fonctionnement ou mauvaise utilisation de moyens de chauffage (bois, fuel, etc.) ou de moteurs thermiques (par exemple : fonctionnement d'ungroupe électrogène dans un garage mal ventilé).

En France, entre et, 1 008 incidents d'intoxication domestique au CO et impliquant 3 490 personnes ont été signalés à l'Institut de veille sanitaire (InVS), malgré les conditions météorologiques clémentes pendant l'hiver. De à mi-, 53 épisodes d'intoxication au monoxyde de carbone ont concerné 170 personnes[15].

Signes cliniques

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Les signes cliniques les plus fréquents sont des céphalées (environ 80 % des cas), des vertiges (75 % des cas), des nausées (51 % des cas). Le malaise est aussi fréquent. L'asthénie, l'impotence musculaire surtout des membres inférieurs sont aussi classiques.

Une exposition plus importante provoque des signes neurologiques et sensoriels : excitation, agitation, ataxie (trouble neurologique), confusion, et plus graves,perte de conscience (16 % des cas) et coma (3 à 13 % des cas).

Utilisation pour des meurtres de masse

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Au cours de laSeconde Guerre mondiale le monoxyde de carbone fut utilisé par le régime nazi en concurrence avec leZyklon B pour mettre à mort les handicapés, les juifs et d'autres victimes. Plusieurs moyens furent utilisés pour asphyxier les victimes avec ce gaz.

Lors de l'Aktion T4 visant à éliminer les handicapés, le gaz était fourni sous forme de bonbonnes dont le contenu était diffusé par des canalisations dans les chambres à gaz aménagées dans les « instituts d'euthanasie ».

Pour la solution finale, deux techniques furent mises en œuvre. Soit les victimes montaient à bord decamions spécialement aménagés. Les gaz d'échappement pouvaient être dérivés vers la caisse hermétique du véhicule où étaient enfermées les victimes. Ce procédé fut utilisé aucamp d'extermination de Chelmno et en d'autres endroits. Dans les trois camps d'extermination de l'Aktion Reinhard, les gaz d'échappement de moteurs à explosion étaient canalisés à l'intérieur des chambres à gaz où se trouvaient les victimes[21].

Rôle physiologique

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Le CO est produit de manière endogène dans le corps, il sert de molécule de signalisation à l'instar dumonoxyde d'azote. Son rôle fait toujours l'objet de recherche[22].

Valeurs seuils ou guide

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En France, l'AFSSET a publié en 2007 des Valeurs guides de qualité d'air intérieur (VGAI)[23] :

Monoxyde de carbone, pollution atmosphérique et effet de serre

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Émissions de monoxyde de carbone issues des feux de forêt d'Alaska en2022 (données du satellite Copernicus Sentinel-5P) : taux moyens de monoxyde de carbone, du1er au 10 juillet 2022, à la suite des incendies de forêt d'Alaska et du Canada ; le monoxyde de carbone allonge la durée de vie du méthane, puissantgaz à effet de serre, dans l'atmosphère, contribuant ainsi au réchauffement alors qu'il n'est pas directement un gaz à effet de serre.
Composition informatique issue des donnéesMOPITT pour CO (monoxyde de carbone) en ; avec mise en évidence des impacts du chauffage urbain en zone froide et tempérée.

Le monoxyde de carbone est plus connu commepolluant de l'air intérieur, mais il a aussi des effets délétères importants en termes depollution atmosphérique et de dégradation du climat. Il tend à légèrement diminuer dans l'atmosphère dans l'hémisphère nord (en Chine notamment), et à légèrement augmenter dans l'hémisphère sud[24].

« À nos latitudes, la teneur moyenne enozone dans l'air a quadruplé depuis le début du siècle. Dans les régions polluées, cette teneur dépasse fréquemment les normes recommandées. Cette augmentation des concentrations en ozone dans la basse atmosphère reflète directement l'impact des émissions anthropiques de constituants comme le méthane, le monoxyde de carbone, les hydrocarbures et les oxydes d'azote, qui, par l'intermédiaire de réactions chimiques complexes, conduisent, en présence de rayonnement solaire, à la formation d'ozone »[25]. L'ozone dans la troposphère commencent à avoir des effets négatifs sur la flore, sur la production végétale mais aussi sur la santé humaine, et sur les équilibres climatiques[25].

Diverses mesures (y comprissatellitaires[26],[27]) montrent qu'il est émis en grande quantité par lesfeux de forêts, et de manière plus diffuse par leschaudières etmoteurs thermiques, y compris dans la haute atmosphère par les tuyères d'avion où le monoxyde de carbone pourrait contribuer à perturber les équilibres physico-chimiques aux altitudes de vol desavions à réaction, altitudes où des phénomènesphotochimiques complexes sont en jeu, avec de probables interactions avec l'ozone et la vapeur d'eau.

Le CO n'est pas ungaz à effet de serre au sens strict — car il n'absorbe pas significativement le rayonnement infrarouge — mais il agit comme un facteur indirect de réchauffement de l'atmosphère. Cet effet négatif découle du fait que le CO est le principal destructeur desradicaux hydroxyles (OH), qui sont essentiels à la dégradation naturelle du méthane (CH₄), un GES très puissant[28]. Or, du CO est massivement émis par les incendies de forêt (avec un temps de demie vie d'un mois environ)[29], de même que du CO2 et un peu de méthane. Or, en détruisant ces radicaux hydroxyles, le CO réduit la capacité de l'atmosphère à éliminer le méthane, prolongeant ainsi sa durée de vie de ce méthane, ce qui intensifiant son effet de serre. En 2025, les incendies dans l'hémisphère nord ont généré des émissions record, avec par exemple 180mégatonnes de carbone émises au Canada entre mai et juillet.

Dans latroposphère, le monoxyde de carbone est un gaz toxique reconnu à des concentrations assez basses.

Plusieurs étudesépidémiologiques ont mis en évidence unecorrélation entre la pollution au monoxyde de carbone et la mortalité due à des causes cardiovasculaires[30], sans qu'il soit possible d'affirmer si la relation de cause à effet n'est pas plutôt due à d'autres polluants présents. Toutefois certaines études expérimentales ont confirmé la possibilité d'un lien direct. En effet, une étude[31] a permis de mettre en évidence le développement d'unphénotype cardiomyocytaire pathologique chez une population de rats exposés à ce polluant. De plus, une étude[32] a permis d'observer une augmentation de la sensibilité dumyocarde à l'ischémie-reperfusion (simulation d'un infarctus du myocarde). Cependant cette même équipe a également rapporté que les effets délétères du monoxyde de carbone sur la sensibilité à l'ischémie-reperfusion pourraient être contrecarrés par une activité physique régulière et modérée, susceptible de prévenir le développement du phénotype pathologique[33].

Letabagisme est aussi une source d'exposition chronique à de petites quantités de CO[34].

Notes et références

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Notes

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  1. ↑Masse molaire calculée d’après« Atomic weights of the elements 2007 », surwww.chem.qmul.ac.uk.
  2. ↑L'air a une masse molaire moyenne de 29 g/mol et CO de 28 g/mol. Ledioxyde de carbone CO2, en revanche, est plus dense (44 g/mol) et a tendance à s'accumuler au niveau du sol dans les lieux calmes, il est par ailleurs moins toxique et non combustible.

Références

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  2. ↑(en) M.Dubite,Handbook of chemistry and physics, Vienne, CRC,,89e éd., 2736 p.(ISBN 978-1-4200-6679-1 et142006679X),p. 9-50.
  3. ↑a etb(en) Robert H.Perry et Donald W.Green,Perry's Chemical Engineers' Handbook, USA,McGraw-Hill,,7e éd., 2400 p.(ISBN 978-0-07-049841-9 et0-07-049841-5,LCCN 96051648),p. 2-50.
  4. ↑(en) Irving M. Klotz et Robert M. Rosenberg,Chemical Thermodynamics, Basic Concepts and Methods, Hoboken,Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA,,7e éd., 564 p.(ISBN 978-0-471-78015-1 et0-471-78015-4,LCCN 2008275257),p. 98.
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  6. ↑(en) Irvin Glassman et Richard A. Yetter,Combustion, Londres,Elsevier,,4e éd., 773 p.(ISBN 978-0-12-088573-2,LCCN 2008274100),p. 6.
  7. ↑(en) Carl L. Yaws,Handbook of Thermodynamic Diagrams : Organic Compounds C8 to C28,vol. 1, 2 et 3, Houston, Texas, Gulf Pub. Co.,, 396 p.(ISBN 0-88415-857-8,0-88415-858-6 et0-88415-859-4).
  8. ↑(en) David R.Lide,CRC Handbook of Chemistry and Physics, Boca Raton, CRC Press,,83e éd., 2664 p.(ISBN 0849304830,présentation en ligne),p. 5-89.
  9. ↑Magalie ROY-AUBERGER, Pierre MARION et Nicolas BOUDET, « Gazéification du charbon »,Techniques de l'Ingénieur,‎,p. 4(lire en ligneAccès limité, consulté le), J5200.
  10. ↑(en) David R. Lide,Handbook of chemistry and physics, Boca Raton, CRC,,89e éd., 2736 p.(ISBN 978-1-4200-6679-1),p. 10-205.
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  12. ↑Numéro index006-001-00-2 dans le tableau 3.1 de l'annexe VI durèglement CE N° 1272/2008 (16 décembre 2008)
  13. ↑a etb« Carbon monoxide = 99.0 630-08-0 », surSigma Aldrich(consulté le).
  14. ↑« Monoxyde de carbone » dans la base de données de produits chimiquesReptox de laCSST (organisme québécois responsable de la sécurité et de la santé au travail), consulté le 25 avril 2009.
  15. ↑a etb« Responsables d'une centaine de décès en France chaque année. Comment éviter les intoxications au monoxyde de carbone ? »(Archive.org •Wikiwix •Archive.is •Google •Que faire ?), surMinistères des solidarités et de la santé,(consulté le).
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  17. ↑Centre de Télé-Enseignement Sciences - R.Kechavarz - O.Monnereau Université de Provence -– 3TS6CH13 - Chimie Inorganique 2 - Année 2005-2006
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  20. ↑[PDF]méthodologie du Baromètre françaisSanté-Environnement
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  22. ↑Charlotte Pratt et Kathleen Cornely,biochimie, 2ème édition, deboeck supérieur, 686 p.(ISBN 978-2-8073-1312-5),p. 124.
  23. ↑« Anses - Agence nationale de sécurité sanitaire de l'alimentation, de l'environnement et du travail », suranses.fr(consulté le).
  24. ↑Voir chapitre : 3.3.2« Tendances à l'échelle régionale » (p. 28 et suivantes) dansNicolas Jadoul,Étude de la variabilité du monoxyde de carbone sur une période de 14 ans à partir des données satellite IASI, université libre de Bruxelles,(lire en ligne[PDF]).
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  29. ↑Jadoul, N., Promotrice, M. C. C., Promotrice, M. M. G., Lecteur, M. P. C., & Lectrice, M. J. H. L. (2022). Etude de la variabilité du monoxyde de carbone sur une période de 14 ans à partir des données satellite IASI| url=https://dipot.ulb.ac.be/dspace/bitstream/2013/344275/3/Memoire_Nicolas_JADOUL.pdf.
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  33. ↑(en) C.Farah, GregoryMeyer, LuncasAndré, JulienBoissière, S. Gayrard, Olivier F. Cazorla, Sylvain Richard S, François Boucher, Stéphane Tanguy, Philippe Obert et Cyril Reboul, « Moderate exercise prevents impaired Ca2+ handling in heart of CO-exposed rat: implication for sensitivity to ischemia-reperfusion »,American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology,vol. 299,no 6,‎, H2076–H2081(ISSN 0363-6135 et1522-1539,DOI 10.1152/ajpheart.00835.2010,lire en ligne, consulté le).
  34. ↑(en) Seymour I.Cohen, Norman M.Perkins, Hans K.Ury et John R.Goldsmith, « Carbon Monoxide Uptake in Cigarette Smoking »,Archives of Environmental Health: An International Journal,vol. 22,no 1,‎1er janvier 1971,p. 55–60(ISSN 0003-9896,PMID 5539982,DOI 10.1080/00039896.1971.10665815,résumé).

Voir aussi

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