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Toxicologie nucléaire environnementale et humaine
1.2. Facteurs influant sur la spéciation d’un élément
et sa stabilité
Plusieurs facteurs ou paramètres sont susceptibles de contrôler et/ou de modifier la spéciation d’un element dans un milieu d interet. Ces facteurs, comme la
température ou la pression, agissent directement sut les relations thei modynamiques décrivant les équilibres chimiques, ou contrôlent le temps nécessaire à l’atteinte de ces équilibres. Ainsi, les cinétiques réactionnelles qui contrôlent dans le
temps la formation des complexes en fonction des ligands présents sont indispensables à intégrer pour certaines études. Cela est notamment vrai pour les études
de spéciation dans des compartiments environnementaux complexes ou dans
des compartiments biologiques : ces derniers jouent un rôle de premier ordre en
temps que médiateur dynamique des processus qui contrôlent la spéciation d’un
élément dans un milieu. Ces compartiments peuvent alors constituer à la fois un
catalyseur des réactions, un consommateur ou un producteur de ligands d’intérêts
ou agir directement sur l’élément d’intérêt.
2.
Les méthodes et outils existants pour la
détermination de la spéciation
Déterminer la spéciation peut se faire de deux façons, soit par calcul théorique de la répartition des formes chimiques à partir de constantes de stabilité
thermodynamiques qui décrivent les équilibres chimiques impliqués, soit par des
méthodes analytiques directes ou indirectes.
2.1. Approche par calcul
Cette approche implique de connaître la composition du milieu, en termes
notamment de ligands complexants et de surfaces réactives, et les équilibres
physico-chimiques mis en jeu avec les constantes thermodynamiques associées.
Ceci permet alors de calculer :
- en solution, la solubilité et la répartition des différentes formes complexées
dans le milieu donné, milieu parfaitement défini par sa composition, à savoir
le pH, le potentiel redox (Eh), la force ionique, la concentration des cations et
des anions avec identification des ligands ou complexants (composés minéraux, organiques, biologiques) ;
— dans un système solide-solution, en considérant la présence de colloïdes et
particules, de substrats solides (surfaces minérales, interfaces biologiques...}
la distribution de 1 élément entre la phase liquide, la phase solide et les différentes phases porteuses réactives vis-à-vis de l’élément.
Les, résultats issus de modèles de spéciation dépendent fortement de la qualité
et de 1 exhaustivité des données et des espèces considérées pour la simulation. Les
calculs théoriques de spéciation permettant d’établir des diagrammes de spécia
Toxicologie nucléaire environnementale et humaine
1.2. Facteurs influant sur la spéciation d’un élément
et sa stabilité
Plusieurs facteurs ou paramètres sont susceptibles de contrôler et/ou de modifier la spéciation d’un element dans un milieu d interet. Ces facteurs, comme la
température ou la pression, agissent directement sut les relations thei modynamiques décrivant les équilibres chimiques, ou contrôlent le temps nécessaire à l’atteinte de ces équilibres. Ainsi, les cinétiques réactionnelles qui contrôlent dans le
temps la formation des complexes en fonction des ligands présents sont indispensables à intégrer pour certaines études. Cela est notamment vrai pour les études
de spéciation dans des compartiments environnementaux complexes ou dans
des compartiments biologiques : ces derniers jouent un rôle de premier ordre en
temps que médiateur dynamique des processus qui contrôlent la spéciation d’un
élément dans un milieu. Ces compartiments peuvent alors constituer à la fois un
catalyseur des réactions, un consommateur ou un producteur de ligands d’intérêts
ou agir directement sur l’élément d’intérêt.
2.
Les méthodes et outils existants pour la
détermination de la spéciation
Déterminer la spéciation peut se faire de deux façons, soit par calcul théorique de la répartition des formes chimiques à partir de constantes de stabilité
thermodynamiques qui décrivent les équilibres chimiques impliqués, soit par des
méthodes analytiques directes ou indirectes.
2.1. Approche par calcul
Cette approche implique de connaître la composition du milieu, en termes
notamment de ligands complexants et de surfaces réactives, et les équilibres
physico-chimiques mis en jeu avec les constantes thermodynamiques associées.
Ceci permet alors de calculer :
- en solution, la solubilité et la répartition des différentes formes complexées
dans le milieu donné, milieu parfaitement défini par sa composition, à savoir
le pH, le potentiel redox (Eh), la force ionique, la concentration des cations et
des anions avec identification des ligands ou complexants (composés minéraux, organiques, biologiques) ;
— dans un système solide-solution, en considérant la présence de colloïdes et
particules, de substrats solides (surfaces minérales, interfaces biologiques...}
la distribution de 1 élément entre la phase liquide, la phase solide et les différentes phases porteuses réactives vis-à-vis de l’élément.
Les, résultats issus de modèles de spéciation dépendent fortement de la qualité
et de 1 exhaustivité des données et des espèces considérées pour la simulation. Les
calculs théoriques de spéciation permettant d’établir des diagrammes de spécia