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Cours Redox
Cours Redox
Cours Redox
http://uel.unisciel.fr/chimie/solutaque/solutaque_ch06/co/apprendre_ch6_07.html
http://uved.univ-nantes.fr/sequence2/html/chap3_part10_2.html#sspart27
Réactions REDOX
Définitions
Dans le cas particulier d'une espèce chimique constituée d'un seul atome, on
évalue l'état d'oxydation par la charge de l'espèce chimique qu'on appelle
alors nombre d'oxydation et qu'on écrit par convention en chiffres
romains : et .
En fait, l'état d'oxydation d'un élément dans une espèce chimique dépendra
du nombre d'oxydation de chacun des atomes qui constituent cette espèce.
Dans une représentation de LEWIS d'une espèce chimique, les électrons de
valence participent à des liaisons chimiques entre les atomes ou bien
constituent des doublets non liants.
Le nombre d'oxydation d'un atome est la charge fictive portée par cet
atome si les électrons de liaison étaient attribués aux éléments les plus
électronégatifs. Elle est notée en chiffres romains.
Vous pouvez retenir ces règles mais le mieux est encore d'examiner les
animations qui suivent. Elles montrent comment déterminer les n.o. des
atomes pour des molécules et des ions. Chacun de ces exemples constitue
un cas particulier et il est nécessaire de tous les examiner successivement.
Leur différence repose sur l'ordre choisi pour valider les règles de
conservation.
Explication
Pour expliquer ces deux méthodes, le mieux est de l'illustrer par un exemple
qui sera développé aux paragraphes suivants :
Equilibrer la demi équation rédox transformant l'oxydant ion
dichromate en réducteur ion chrome III .
Cette demi - équation rédox correspond au couple .
Équilibrage direct en milieu acide d'une demi réaction d'oxydo-réduction sans utiliser les N.O
Alcootest
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Cette méthode est illustrée dans les différentes illustrations qui suivent ;
Équilibrage en milieu acide d'une demi-réaction d'oxydo-réduction en utilisant les N.O
Calcium + eau
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Essayez d'écrire les demi équations rédox des couple intervenant dans ces
expériences.
Remarque
Que l'on utilise la méthode des nombres d'oxydation ou l'autre méthode, le
résultat est (heureusement) identique.
La première méthode n'est qu'un équilibrage successif des éléments puis de
la charge sans qu'il soit nécessaire de se préoccuper de la notion de nombre
d'oxydation. En d'autres termes, l'utilisation des n.o. dans la seconde
méthode n'est qu'un artifice pour parvenir à équilibrer le couple rédox.
Pour écrire la réaction rédox entre les 2 couples, il suffit de combiner les 2 demi
réactions de telle sorte que les électrons n'interviennent plus dans l'équation
d'oxydoréduction.
Exemple
Cet exemple qui suit montre comment on équilibre la réaction entre l'oxydant
dichromate et le réducteur peroxyde d'hydrogène :
Équilibrage d'une réaction d'oxydo-réduction
Applications : la vidéo qui suit présente une expérience en solution aqueuse qui
s'interprète par une réaction d'oxydo-réduction.
Acine nitrique
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Essayez d'écrire les demi équations rédox des couple intervenant dans cette
expérience ainsi que l'équation bilan de la réaction.
Quand l'écriture de la réaction d'oxydo-réduction en solution aqueuse fait apparaître
des ions à gauche de la flèche (côté réactifs), cela signifie que la réaction nécessite
la présence d'une quantité importante de ces ions : on dit que la réaction est favorisée
en milieu acide ou encore qu'elle ne peut s'effectuer totalement qu'en milieu acide.
Lorsque l'écriture de ces réactions fait apparaître des ions à droite (côté produits
de réaction), dans ce cas, la réaction est favorisée en milieu basique.
Il est alors possible de faire apparaître des ions côté réactifs simplement en
ajoutant à gauche et à droite autant de qu'il y a de auxquels ils s'associent
pour former . C'est une simple convention d'écriture non obligatoire qui ne
modifie pas les propriétés de la réaction.
Lors de l'écriture d'une réaction qui dépend ainsi du pH, il faudra également veiller à
ce que les espèces chimiques soient sous leur forme prédominante suivant l'acidité du
milieu.
Pile
ntroduction
Dans le chapitre précédent, nous avons défini les réactions d'oxydo-
réduction comme l'ensemble des réactions chimiques pour lesquelles il y
avait un échange d'électrons entre les réactifs.
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Cette écriture nous suggère que l'énergie chimique dégagée par la réaction
pourrait être récupérée sous forme d'énergie électrique associé à
l'échange d'électrons entre les deux réactifs plutôt que sous la forme de
chaleur.
Dans cette perspective nous pouvons essayer de réaliser chacune des deux
demi réactions en séparant l'oxydant et le réducteur chacun dans un
compartiment distinct.
Ce fil de zinc plonge dans une solution de l'ion zinc , l'espèce oxydante
du couple . Qu'observe-t'on ?
Remarques préliminaires
Le zinc solide dans l'eau ne se décompose pas en ion et électrons : car
si on peut stabiliser les ions en solution par solvatation, par contre on
ne peut pas stabiliser les électrons en solutions aqueuse.
De même, dans ces conditions, il est tout aussi impossible d'envisager de
réaliser directement la seconde demi réaction :
.
Pour éviter l'accumulation ou le défaut d'électrons sur chacun des deux métaux, nous
pouvons envisager d'échanger ces électrons par l'intermédiaire d'un fil métallique,
conducteur d'électrons.
Dans la réaction directe du zinc sur les ions cuivre , la solution reste
électriquement neutre car les charges positives apportés par la formation des
ions compensent la disparition des charges positives des ions transformé
en .
Recapitulation
Recapitulation
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Récapitulation du vocabulaire