Chim. N° 06

Réactions d'oxydoréduction. Cours.

En relation avec le TP Chimie N° 08

 

 

I - Couples oxydant / réducteur.

II - Réaction d'oxydoréduction.

III - Applications.

Exercices

1)- Exercice 2 page 128.

2)- Exercice 6 page 128.

3)- Exercice 8 page 128.

4)- Exercice 10 page 128.

5)- Exercice 15 page 129.

6)- Exercice 16 page 129.

7)- Exercice 28 page 131.

Pour aller plus loin : 

Mots clés :

Oxydant ; réducteur ; réaction d'oxydoréduction ; oxydé ; réduit ; couple oxydant / réducteur ; espèces conjuguées ; dismutation ; ...

 

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Mode d'emploi  

 

 

I- Couples oxydant / réducteur.

1)- Oxydants et réducteurs.

-          Un oxydant est une entité chimique capable de gagner un ou plusieurs électrons. (Oxydant : gagne)

-          Exemples du TP :

Ag +
Cu 2+
Fe 2+
Zn 2+

 

-          Un réducteur est une entité chimique capable de perdre un ou plusieurs électrons. (Réducteur : perd)

-          Exemples du TP : 

Cu
Fe
Zn

 

2)- Couples oxydant / réducteur.

-          Les deux espèces oxydant et réducteur obtenues en passant de l’une à l’autre par gain ou perte d’un ou plusieurs électrons s’appellent des espèces conjuguées.

-          Elles forment un couple oxydant / réducteur, noté Ox / Red.

-          Exemples :

Cu 2+ / Cu
Fe 2+ / Fe
Zn 2+ / Zn

 

-          À tout couple oxydant / réducteur, on associe la demi-équation électronique d’oxydoréduction suivante :

 Ox   +   n e    =   Red  

 

-          Exemple : 

Cu 2+   +   2 e    =   Cu  

 

-          Ceci est une écriture formelle. Le signe égal traduit la possibilité de passer d’une forme à l’autre suivant les conditions expérimentales.

-          La transformation chimique qui correspond au passage de l’oxydant Ox à son réducteur conjugué Red est une réduction. : 

-          Une réduction est un gain d’électrons.

-          La transformation chimique qui correspond au passage du réducteur Red à son oxydant conjugué Ox est une oxydation : 

-          Une oxydation est une perte d’électrons.

-          Au cours d’une réaction d’oxydoréduction, un oxydant est réduit et un réducteur est oxydé.

3)- Exemples de couples.

a)-     Couples pour les métaux.

-          Les métaux, noté M, perdent facilement des électrons : ce sont des réducteurs. Ils donnent des cations qui sont des oxydants.

-          Couple : M n+ / M et demi-équation électronique associée : M n+   +   n e    =   M

b)-     Couples entre cations métalliques.

-          Exemple : 

Couple : Fe 3+ /  Fe 2+

        Fe 3+   +    e    =    Fe 2+

 

-          Le cation de plus grande charge est l’oxydant.

c)-     Couple du type I 2 / I .

-          Le diiode peut capter des électrons pour donner des ions iodure. On peut écrire la demi-équation électronique suivante :

I 2   +   2 e    =   2 I  

d)-     Le couple : H +(aq) / H 2.

-          Le proton solvaté, H +(aq), est un oxydant qui peut capter un électron pour donner du dihydrogène.

-          Demi-équation électronique :

 2 H +(aq)   +   2 e    =   H 2 (g)

-          Le dihydrogène est un réducteur.

e)-     Le couple MnO4 / Mn 2+.

-          Une solution aqueuse de permanganate de potassium est violette.

-          La coloration de la solution est due à la présence des ions permanganate : MnO4.

-          Cette solution se décolore quand l’ion permanganate se transforme en ion manganèse Mn 2+ incolore

-          Exercice : écrire la demi-équation électronique du couple MnO4 / Mn 2+.

-          Pour ce faire, on utilise une méthode systématique qui comprend plusieurs étapes :

-          Première étape, on part de l’écriture suivante :

MnO4                                =       Mn 2+

-          Deuxième étape : On équilibre l’oxygène avec des molécules d’eau :

MnO4                                                      =       Mn 2+   +   4 H 2O

-          Troisième étape : On équilibre l’hydrogène avec H +(aq) :

MnO4       +       8 H +(aq)                         =       Mn 2+   +   4 H 2O

-          Quatrième étape : On équilibre les charges avec les électrons :

MnO4       +       8 H +(aq)   +     5 e        =       Mn 2+   +   4 H 2O

 

-          Conclusion : l’ion permanganate est un oxydant en milieu acide.

II- Réaction d’oxydoréduction.

1)- Définition.

-          Une réaction d’oxydoréduction est une réaction qui met en jeu un transfert d’électrons entre ses réactifs.

-          Elle fait agir l’oxydant d’un couple avec le réducteur d’un autre couple pour donner leurs espèces conjuguées.

-          Exemple :   

2 Ag +(aq)   +     Cu       ®       2 Ag   +   Cu 2+  

-          On peut écrire : 

Ox 1   +   Red 2   ®       Red 1   +   Ox 2

 

2)- Équation d’une réaction d’oxydoréduction.

-          Une réaction d’oxydoréduction fait intervenir l’oxydant Ox 1 et le réducteur Red 2  

-          de deux couples oxydant réducteur Ox 1 / Red 1  et Ox 2 / Red 2.

-          Dans le bilan de la réaction, les électrons ne doivent pas apparaître.

 

 

( Ox 1    +    n 1 . e -

=

 Red 1  )   

x n 2

(Red 2

=

Ox 2    +    n 2 . e -)

x n 1


n 2 . Ox 1   + n 1. Red 2  

®

n 2 . Red 1 + n 1 . Ox 2  

 

3)- Exemple de réaction d’oxydoréduction.

-          Le diiode I2 est réduit par les ions thiosulfate S2O32–. On obtient les ions iodure I.  et les ions tétrathionate S4O62–.

-          Donner les deux couples oxydant / réducteur qui interviennent.

-          Donner les demi-équations électroniques.

-          En déduire l’équation de la réaction.

-          Les couples :  

 I2 / I   S4O62–  /  S2O32–

-          Les demi-équations électroniques :

I 2   +   2 e    =   2 I   S4O62–  +  2 e    =   2  S2O32–

 

-          Équation de la réaction :

I 2    +   2 e          =   2 I –   

            2  S2O32–   =   S4O62–  +   2 e    

I 2   +   S2O32–    =   2 I –    +   S4O62

III- Applications.

1)- Exercice 2 page 128.

2)- Exercice 6 page 128.

3)- Exercice 8 page 128.

4)- Exercice 10 page 128.

5)- Exercice 15 page 129.

6)- Exercice 16 page 129.

7)- Exercice 28 page 131.