Bonjour,

Merci de respecter la règle du forum, à savoir recopier intégralement énoncé + questions de l'exercice, et ensuite faire des propositions de résolution.

clo2 eliminer le chlore tous les réducteurs minéraus fe2+

écrire les réactions de l'action de cl2 sur ces différents minéraux


calculer la masse en mg/l du dioxyde du chlore pour éliminer 10mg/L de Fe  svp comment je dois procédé

Problème scientifique - La lumière artificielle est-elle dangereuse ?

CONTEXTE DU SUJET :
Le Comité Scientifique des Risques Sanitaires Émergents et Nouveaux (CSRSEN) œuvre au niveau européen pour étudier les éventuels risques liées aux pratiques quotidiennes et leur impact sur la santé publique.
La lumière artificielle est composée de lumière visible ainsi que de radiations ultraviolette (UV) et infrarouge (IR). Il y a une crainte que les niveaux d'émission de certaines lampes pourraient être nocifs pour la peau et les yeux. Tant la lumière naturelle qu'artificielle peuvent perturber l'horloge biologique humaine et le système hormonal et ainsi poser des problèmes de santé. Les composantes ultraviolette et bleue de la lumière ont le plus grand potentiel de provoquer des effets dommageables. En effet plus un rayonnement possède d'énergie, plus il est dangereux.

L'utilisation de certains types de lampes pendant de longues périodes et à de courtes distances peut exposer leurs utilisateurs à des niveaux d'UV qui sont proches des limites fixées pour protéger les travailleurs contre des lésions de la peau et des yeux.

Problème scientifique à résoudre

La lumière artificielle est-elle dangereuse pour notre santé ?
Vous êtes commissaire européen au CSRSEN et vous devez expliquer avec des arguments scientifiques pourquoi l'utilisation de la lampe A pose problème, en vous aidant des documents vous devrez expliquer quels sont les risques pour la santé de l'utilisation de la lampe A et proposer une solution alternative à cette lampe
Votre argumentation fera intervenir toutes les justifications nécessaires et s'appuiera sur des calculs et éventuellement des schémas

Données numériques :
Célérité de la lumière dans le vide ou l'air c=3,00.10^8  m.s^(-1)
Constante de Planck h=6,63.10^(-34)  J.s
Electronvolt 1 eV=1,60.10^(-19)  J
Charge élémentaire e=1,60 .10^(-19)  C
Energie nécessaire à l'ionisation d'une molécule d'eau : E_ion=33,9 eV
Energie nécessaire à la formation d'une liaison thymine-thymine : E_form=3,6 eV

DOCUMENT 2:
Lorsqu'un atome ou une molécule reçoit une quantité d'énergie E_reçue grâce à un photon, elle interagit avec pour produire deux effets différents suivant la valeur de E_reçue

Si l'énergie du photon incident est supérieure à l'énergie d'ionisation, un électron est éjecté de l'atome qui reçoit la radiation incidente

Pour avoir une ionisation, il faut que
E_reçue> E_ionisation
Si l'énergie du photon incident est inférieure à l'énergie d'ionisation, un électron peut (si l'énergie est suffisante) changer de couche et on dit alors que l'atome est excité. Cette transition se traduit par une absorption d'énergie qui et sans effet sur la santé.
L'essentiel de la matière biologique est représenté par l'eau (70% du poids du corps d'un adulte). Sous l'effet des rayonnements ionisants, la molécule d'eau éjecte un électron et va ensuite former un radical libre.

Un radical libre est un ensemble (atome, molécule, groupement d'atomes, fragment de molécule) porteur sur sa couche périphérique d'un ou plusieurs électron(s) dit(s) célibataire(s). Cette configuration confère une très haute réactivité chimique aux radicaux libres qui provoquent des réactions en chaine et sont très dangereux pour la santé.
photon+ H_2 O→ e^-+ H_2 O^+
H_2 O^+→ H^++  ⏟(〖HO〗^° )┬█(radical libre@très réactif et dangereux)
Document 3
Les UV ont de nombreuses conséquences sur la peau dues à leur absorption par diverses molécules que l'on nomme : les chromophores. L'ADN est l'une de ces principales molécules, mais il en existe d'autres.

Figure 1 : effet des UV sur l'ADN
Les radiations UV peuvent affecter l'ADN de toutes les cellules. Les bases d'ADN accumulent de l'énergie en absorbant celle des UV, ce qui peut entrainer la formation d'une liaison entre deux bases adjacentes, le plus souvent deux thymines (notée T sur la figure 1 : cette liaison donne naissance à un dimère).


Ces lésions de l'ADN qui modifient la structure spatiale de l'ADN, peuvent avoir comme conséquence une distorsion de l'ADN , des répercussions sur la transcription, la réplication et la fixation des protéines qui entourent l'ADN.
Les dommages causés à l'ADN, à cause de cette nouvelle liaison, favorisent l'apparition de cancer.
Cette liaison ne se forme que si l'énergie reçue est suffisante, car si l'énergie du rayonnement n'est pas suffisante : l'énergie est alors seulement absorbée par les bases de l'ADN sans créer de liaisons supplémentaires.

Je viens de poster le sujet  il manque juste deux spectres d'émission continu de deux lampes :
la lampe A: utilisé actuellement
voici ces longueurs d'ondes :
320,380,420,480,550,620,750

la lampe B existant dans le commerce:
voici les longueurs d'ondes 375, 410, 550, 630, 695



Pourriez vous m'aidez à réaliser cette résolution de problème ?
MERCI D'AVANCE

J'ai commencé un raisonnement mais je ne sais si c'est juste :
j'ai calculer l'énergie du photon incident de la lampe A  qui est de 3,89 électronvolt
ensuite j'ai calculer l'énergie du photon incident de la lampe B qui est de 3,31 électronvolt

Seulement je ne comprend pas ce qu'il faut faire après car je ne comprend pas ce qu'est Eionisation et ce qu'il faut en faire ...

il faut préciser de quels photons tu parles: ce sont les photons UV de la lampe A qui ont une énergie de 3,9 eV (la lampe n'émet pas que des UV, mais les photons correspondant aux longueurs d'onde plus élevées sont moins énergétiques et ne nous intéressent pas ici - à justifier avec E=hc/lambda)

les photon UV de la lampe B ont une énergie de 3.3 eV

or il faut 33,9 eV pour ioniser une molécule d'eau. Y a-t-il un danger d'ionisation de l'eau avec les photons UV de ces lampes?

il faut d'autre part 3,6 eV pour former une liaison thymine-thymine et endommager l'ADN: y a-t-il un danger avec les photons UV de ces lampes?

Non il n'y a pas de danger d'ionisation de l'eau avec les photons UV de la lampe B ni pour la lampe A car 3,3 et 3,9 inférieur à 33,9

Oui il y a un danger avec les photons de la lampe A Car 3,9 c'est supérieur  à 3,6 eV donc une liaison thymine thymine peut se former

oui, donc tu peux faire ton rapport au CSRSEN
en précisant bien que les autres photons émis par la lampe B étant forcément moins énergétiques, il ne présentent pas de danger non plus (E < 3,3 eV)

En revanche aucune liaison ne peut se former et endommager l'ADN  pour la lampe B

J'ai également réaliser le calcul avec les grandes longueurs d'onde afin de justifier qu'ils ne faut pas les utiliser :
pour la lampe A j'ai trouver 1,66 eV
pour la lampe B j'ai trouver 1,79 eV  DONC les deux résultats ne nous servent pas .  

Merci beaucoup pour cette aide =)
est ce vraiment tous comme calcul ? PAS BESOIN d'en faire davantage ?

non, si tu as bien compris (et expliqué) que les photons UV sont les plus énergétiques (car E = hc/lambda)
il n'y a pas grand'chose à calculer en fait.
la difficulté, ici, c'est de comprendre l'énoncé
je pense que c'est là que les élèves peinent

Pour démontrer que nous n'avons pas besoin des infrarouges il faut réaliser les calculs que j'ai fait précédemment et les faire apparaître dans mon raisonnement en expliquant et en m'appuyant sur le texte pour justifier le fait qu'on en ai pas besoin mais que ce sont les UV qui sont important ?

en tous cas merci beaucoup

l énergie d'un photon vaut: E = hc/lambda

plus lambda est petit, plus E est grand
donc les photons UV (correspondant à lambda minimum) sont les plus énergétiques
donc si on calcule que ces photons UV sont inoffensifs, les autres le sont aussi automatiquement (il n'y a rien à calculer, ni dans l'IR, ni dans le spectre visible,...)
pour la lampe B, une fois que l'on a prouvé que les photons UV (lambda=375nm) sont inoffensifs,
tous les autres photons lambda=410, 550, 630, 695 nm) le sont aussi puisque leur énergie est inférieure à celle du photon UV

merci beaucoup pour cette aide

Bonjour,

je suis en première S et j'ai actuellement le même exercice à rendre pour la rentrée..

Seulement je ne comprends pas comment tu as trouvé l'énergie incident des photons UV de la lampe A, il faut bien utiliser la formule E= h*c/lambda puis multiplier par 1,60.10-34?Je ne sais pas quelle valeur lambda prendre

  

multiplier par 1,60.10-19 pardon*