Vapeurs toxique dans tel cas ?

Bonjour,

J’aurais envoie et besoin de savoir si on chauffe dans une cocotte minute fermer : de l’eau avec du plastique ,

est ce que le plastique fond dans l’eau chaude de la cocotte ? est ce que les vapeur d’eau sortie de la soupape contiennent des éléments toxiques ? ou est ce qu’ils restent dans l’eau de la cocotte ?

Merci beaucoup.

En fait, c’est même pire que ça: un plastique ne fond pas vraiment. Un plastique, c’est des chaines de polymères très longues et assez résistantes à la chaleur en elle-mêmes. L’énergie nécessaire pour briser une chaine (c’est à dire casser une liaison chimique) est bien supérieure à celle mis en jeu pour chauffer ton eau. de manière générale, quand on chauffe quelque chose, on ne brise pas de liaisons chimiques, sauf à les chauffer longtemps et fort (la cuisson des aliments est un processus chimique, réchauffer de l’eau pour la porter à ébulition est un processus physique).

De plus, il faut voir plastique comme un plat de spagheti ou les chaines de polysèmes (= les pâtes) sont enchevêtrées les unes dans les autres et ça forme un tout à peu près solide. Peut de chance qu’une chaine de polymère s’échappe (essaye d’attraper une pâte unique dans une casserole de spaghetti cuits ensemble, pour voir). Et il est évident que les constructeurs de bouloire choisissent des plastiques résistants.

Très peu de polymères "fondent", en pratique. Tu va avoir un état ou le plastique sera moins rigide ("plus mou", comme dit @gasche) … mais avant d’attendre la température de fusion des molécules qui le constituent (c’est à dire la température nécessaire pour démêler les chaines de polymères) tu auras déjà atteint la température pour tu va détruire lesdites chaines (en pratique, "cramer ton plastique"). Encore une fois, on est bien au dessus des 100°C dont tu as besoin pour cuire ton eau.

Pour terminer, parlons toxicité et rappelons que ce qui fait le poison, c’est la dose. Si tu cherches des substances "toxiques" dans ton eau, tu en trouvera toujours (à condition que ce que tu cherche ne soit pas en dessous des limites de détection de ton instrument, mais on est capable de détecter des traces infimes avec une bonne précision, de nos jour). Le problème, c’est la quantité que tu en absorbe en une fois, et la quantité que tu en absorbe régulièrement. Dans les deux cas, je suis convaincu qu’on est bien loin d’avoir une dose qui aura un quelconque effet sur toi.

En fonction du type de plastique, il faut faire tout de même gaffe à ne pas le brûler. Certains plastiques émettent des fumées très toxiques s’ils sont brûlés sans précaution (avec des dioxines dedans par exemple). Et ça, c’est indépendamment de tous les autres additifs plus ou moins volatiles et plus ou moins toxiques qu’on pourrait y trouver en fonction de la formulation et dont la libération peut être favorisée par la chaleur. Un des plus célèbres est le bisphénol A par exemple.

Toutes les normes et lois qui réglementent l’usage des plastiques viennent de ces risques. Par exemple, on n’a pas le droit de brûler ses ordures ménagères n’importe comment à cause des dioxines (entre autres). Ou encore tous les plastiques ne sont pas adaptés au contact alimentaire (ou alors pas dans toutes les conditions), etc.

La toxicité n’est pas forcément aigüe à petite dose (ce qui n’est pas tout à fait vrai pour les perturbateurs endocriniens tel le bisphénol A), mais il faut absolument éviter de s’intoxiquer tout de même, parce que c’est mauvais pour la santé. Ça passe potentiellement par la case "ne pas faire l’apprenti plasturgiste" si on a des doutes sur l’innocuité de ce qu’on fait.

OK, Je ne cherche pas à bruler du plastique à l’air libre , ne veux pas que le plastique fond dans l’eau. Je voudrais juste détacher les molécules dites 'chaines de polymères’ et qu’ils s’infiltrent dans l’eau.

Mon but était de détacher les chaines de polymères pour qu’ils s’infiltrent dans l’eau , faire fondre du plastique dans la cocotte ne m’intéresse pas.

Sinon pourquoi pas une casserole d’eau chaude maintenue sans faire bouillir, avec du plastique dans l’eau. Est ce que cela fonctionnerai si je maintient l’eau très chaude pendant 4 heures ?

Et ça, c’est indépendamment de tous les autres additifs plus ou moins volatiles et plus ou moins toxiques qu’on pourrait y trouver en fonction de la formulation et dont la libération peut être favorisée par la chaleur. Un des plus célèbres est le bisphénol A par exemple.

Sauf que j’espère très sincèrement qu’un plastique qui est censé être porté à 100°C régulièrement ne contient pas d’additif qui peut se détacher à une telle température

Ou alors, il faut arrêter d’utiliser des objets en plastique, point barre.

Sinon pourquoi pas une casserole d’eau chaude maintenue sans faire bouillir, avec du plastique dans l’eau. Est ce que cela fonctionnerai si je maintient l’eau très chaude pendant 4 heures ?

De deux choses l’une: premièrement, j’ai pas compris ce que tu cherchais exactement à faire … Pourquoi faire ça ?

Deuxièmement, non. Ce que tu va finir par faire, c’est effectivement fragiliser ton plastique, et générer des particules plus ou moins microscopiques. Sauf qu’évidement, à part abimer ton plastique, ça ne prouve rien, puisque tu sors des limites d’utisation normales de ta bouloire. D’ailleurs, la toxicité ne viendra pas du plastique ou de ces additifs, mais plutôt du fait qu’il n’est pas spécialement bon de consommer des particules de petites tailles, telles qu’elles soient

Je m’interroge sur la méthode. Les températures de fusion généralement sont données à une certaine pression. Ici dans une cocotte la pression n’est pas constante et augmente.

Vu les gammes de pression impliquées, la température de fusion va pas furieusement varier. Les variations de compositions des différents plastiques vont jouer beaucoup plus. Par contre, c’est quasi-criminel d’exposer toutes ces méthodes qui peuvent dégager des trucs polluants et/ou toxiques en disant juste "portez un masque et aérez lol". On s’improvise pas chimiste dans sa cuisine, surtout avec les plastiques qui sont tellement divers que ça peut aller de bénin à te flinguer les poumons sans que tu t’en rendes compte.

En d’autres termes, est-il possible que sous pression, un matériau ait son point de fusion qui baisse ?

Oui.

Est-ce le cas d’un plastique ?

En cherchant bien, on doit pouvoir trouver des cas oui. Ce genre d’effets un peu contre-intuitifs (comme l’eau qui se dilate quand on la refroidit entre 0°C et 4°C) sont produits par les interactions inter et intra moléculaires. Les plastiques étant une belle jungle en terme de chimie, il y a surement des cas pathologiques dans le genre.

Je me rappelle que c’était en diminuant la pression que faisait baisser la température d’évaporation, c’est pas le cas également pour la température de fusion ?

Ça dépend des corps en fait. Certains – le plus connu est l’eau – ont une température de fusion qui augmente lorsque la pression diminue :

Dans la vaste majorité des cas oui. Mais justement, ce que j’explique est que ce genre de "règle générale" peut être mise à mal dans les matières condensées (et les gaz non-idéaux) via les interactions inter et intra moléculaires. Le cas de l’eau est souvent cité, mais c’est un peu dommage que les gens oublient toujours de prendre un diagramme un peu plus complet :

Comme on peut voir, la partie où $\dfrac{\partial T_{\text{melting}}}{\partial P}<0$ est en fait anecdotique sur le diagramme de phase, et le changement de température associé est minime. Il s’avère que c’est ce qu’on observe le plus souvent aux conditions en surface terrestre, et c’est malheureusement souvent la seule chose considérée dans les cours de chimie…

Merci pour les informations. J’avais l’exemple en tête de la lave sous la croûte terrestre, dont la fusion était, me semble-t-il, une histoire de pression, donc c’est vrai que ça me paraissait bizarre par rapport à l’exemple de l’eau

Le magma sous les dorsales se forme effectivement par décompression adiabatique des roches. Celui au niveau des zones de subduction a une origine essentiellement chimique, la plaque en subduction subit des réactions chimiques (et des changement de phase solide-solide) qui relâchent de l’eau (sous forme de radicaux OH) dans le manteau environnant.

Juste pour préciser, mon utilisation du diagramme simplifié et pas du diagramme complet (les deux sont sur la même page Wikipédia) était volontaire justement pour illustrer le contre-exemple pour @Moté, sans qu’il soit nécessaire de le chercher au milieu d’un diagramme beaucoup plus complexe

C’est vrai que c’est un peu dommage d’étudier surtout cette partie du diagramme de phase, mais d’une certaine façon c’est assez normal de mon point de vue : pour l’immense majorité des gens – y compris ceux qui feront de la chimie – les conditions rencontrées seront celle-ci. Pour avoir autre chose, il faut dépasser les 100 MPa (1000 bars) ou passer sous les -200°C. Sans compter que ce petit bout-ci du diagramme est nécessaire pour comprendre des phénomènes très courants, comme la glace qui flotte ou les problèmes d’adhérence sur la glace.

Ce qui est dommage, c’est surtout illustrer l’affirmation que la température de fusion de l’eau diminue avec la température (seulement vraie à des conditions particulière) avec seulement un zoom du diagrame de phase là où c’est vrai. Forcément, si on zoome sur une partie bizarre du diagramme, on se retrouve à croire que l’eau est un cas très particulier. Alors que globalement, son diagramme de phase a la même tête que tous ceux des corps simples.

Sans compter que ce petit bout-ci du diagramme est nécessaire pour comprendre des phénomènes très courants, comme la glace qui flotte ou les problèmes d’adhérence sur la glace.

Je serais bien curieux de voir comment tu expliques ces deux phénomènes à partir du diagramme de phase. Au mieux, le diagramme de phase est une autre observation du premier phénomène (encore que, comme la fusion de la glace est une transition de premier ordre, le lien entre dépendance en pression de la température de fusion avec le changement de densité associé à pression constante est pas trivial ) et le second phénomène n’a pas grand chose à voir puisqu’il est dominé par les effets thermiques lors de la friction et la rhéologie bizarre du film d’eau qui arrive à se former (ce papier est l’état de l’art de notre compréhension du truc, à ma connaissance).

Pour la densité effectivement je mélange les deux concepts, par contre pour l’adhérence, j’avais un consensus assez clair sur le fait que c’était la pression exercée dessus qui faisait fondre la glace et donc provoquait ce film d’eau glissant (la glace sèche ne glissant pas).

C’est une légende urbaine. La pente $\frac{\partial P}{\partial T}$ le long du changement de phase est énorme : on voit ça très bien sur le diagramme que j’ai mis en lien : à 2 ordre de grandeur de pression au dessus et en dessus de la pression atmosphérique, la température de fusion bouge de 1°C en étant généreux. Même si on prend le cas extrême des patins à glace dont la lame fait en gros 20 cm par quelque millimètres (disons 1 mm pour être généreux), on obtient avec une personne de 100 kg (parlons pas des athlètes à 50 kg…) une pression de $P=mg/S=10^2\cdot 10/(2\cdot 10^{-1}\cdot 10^{-3})=5\cdot 10^6\mathrm{Pa}$, soit 50 atmosphères. Si la glace est pas déjà quasiment à sa température de fusion (une fraction de degrée), on risque pas de fondre quoique ce soit avec ça. Autant dire que pour la glace qui est grand max à -5°C pour l'ice skating, c’est mort, et j’ai déjà surestimé la pression d’un bon facteur 5… Hyper-localement lorsque l’athlète est vraiment sur la pointe de ses patins, peut être que la pression peut commencer à jouer. Mais la friction domine dans tous les cas largement vue la verticalité de la ligne de changement de phase. Et quand on marche sur de la glace bien froide avec des grosses chaussures, ou qu’on balaye au curling avec ses petits bras, clairement la pression va rien faire.

Hello,

Merci de ne pas faire dévier le sujet de la demande d’origine svp.

@gasche, j’ai masqué ton post. Je ne suis pas sûr que conseiller aux membres de brûler du plastique, même dans une pièce aérée et avec un masque, soit quelque chose qui puisse être valablement suggéré.

Belle journée,

Arius.

Je ne suis pas sûr qu’on puisse faire cela.
Je suis sûr que tu ne peux pas faire cela dans une cocote minute.
A supposer que tu y arrives, que veux tu faire avec "les chaînes de polymère détachées"

Sinon, les diagrammes de phase ne son absolument pas applicables aux matières plastiques.

Sinon, les diagrammes de phase ne son absolument pas applicables aux matières plastiques.

C’est un peu dommage d’affirmer sur un ton aussi confiant une absurdité pareille. Évidemment que les diagrammes de phases pour les plastiques existent. C’est pas aussi simple qu’avec un corps pur par contre, parce que les phases sont plus difficiles à définir. C’est souvent fait avec une mesure du degré de polymérisation et l’organisation du plastique en général. Il y a même des cas où le diagramme reste simple, comme celui du polyethylene en phase orthorhombique. Celui là nous donne une température de fusion autour de 420°C à pression ambiante (donc effectivement, c’est pas le genre de température qu’on obtient en cuisine…).

Merci des réponses.

Finalement dans une casserole classique (j’oublie la cocotte) j’ai essayer de faire chauffer pendant 4 heures à feux doux (sans à porter à ébullition) de l’eau (eau du robinet) avec une bouteille en plastique de 25 cl découper en lamelle (ben pour que cela rentre , ne flotte pas déjà ça), je mesure avec l’appareil TDS , il m’affiche 70 ppm, avant il m’affichait 40 ppm (avant chauffage de l’eau avec plastique).

Est ce normale que l’appareil TDS affiche 70 ppm ??