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D’OXYDO-REDUCTION
I/ Rappel
Un métal est un corps simple formé par un seul élément : exemple : cuivre(Cu), fer (Fe),
argent (Ag). Les métaux possèdent tous une bonne conductibilité électrique et thermique.
Une solution aqueuse ionique contient toujours des cations et des anions dispersés et entourés
d’un nombre variable de molécules d’eau (ions hydratés)
Certains cations confèrent à la solution les contenants, une couleur caractéristique
Exemple, les colorations de solutions aqueuses contenant des cations Fe2+ (vert) et Cu2+ (bleu).
D’autre part, on peut utiliser des réactions de précipitations pour tester la présence des cations
Fe2+ et Cu2+ dans une solution aqueuse soit par le test à soude ou par le test à flamme.
- Fe2+ + 2OH- Fe(OH)2 : hydroxyde de fer II (vert)
- Zn2+ + 2OH- Zn(OH)2 : hydroxyde de zinc (blanc gélatineux)
Allumette enflammée
Après filtration
Acide chlorhydrique Précipité vert
Clous de fer
ii) Interprétations
Les ions hydronium H3O + provenant de l’acide donnent un dégagement de dihydrogène H2 :
chacun d’eux a capté un électron selon l’équation de demi-réaction :
2 H3O+ + 2 e- → H2(g) + 2 H2O
Le fer métallique Fe donne naissance à des ions Fe2+ : chaque atome de fer a donc cédé deux
électrons. Cette transformation peut être représentée par l’équation de la demi-réaction :
Fe (sd) → Fe 2+ + 2 e-
L’équation chimique de la réaction entre le fer et les ions hydronium est obtenue en combinant les
deux équations précédentes :
2 H3O+ + 2 e- → H2(g) + 2 H2O
Fe (sd) → Fe 2+ + 2 e-
1
b) Réaction entre une solution diluée d’acide sulfurique et le zinc
i) Expérience et observations
NaOH
Allumette enflammée
Après filtration
Acide sulfurique
Précipité blanc
Grenaille de zinc gélatineux
ii) Interprétations
Les ions hydronium H3O + provenant de l’acide donnent un dégagement de dihydrogène H2 :
chacun d’eux a capté un électron selon l’équation de demi-réaction :
2 H3O+ + 2 e- → H2(g) + 2 H2O
Le zinc métallique Zn donne naissance à des ions Zn2+ : chaque atome de zinc a donc cédé deux
électrons. Cette transformation peut être représentée par l’équation de la demi-réaction :
Zn (sd) → Zn 2+ + 2 e-
L’équation chimique de la réaction entre le fer et les ions hydronium est obtenue en combinant les
deux équations précédentes :
2 H3O+ + 2 e- → H2(g) + 2 H2O
Zn (sd) → Zn 2+ + 2 e-
Précipité vert.
- Il se forme un dépôt rouge de cuivre métallique sur le clou de fer.
- Il se forme un précipité vert d’hydroxyde de fer II : Fe(OH)2
i) Interprétations
le fer métallique Fe est transformé en ions fer II Fe2+ selon l’équation de la demi-réaction :
Fe (sd) → Fe2+ + 2 e-
Les ions cuivre Cu sont transformés en cuivre métallique Cu selon l’équation de la demi-réaction
2+
2
L’équation d’oxydoréduction s’obtient en combinant les deux équations :
Fe (sd) → Fe2+ + 2 e-
Cu2+ + 2e- → Cu (sd)
Fil de cuivre
Solution de nitrate
d’argent
.
- La partie du fil de cuivre immergée se recouvre d’un dépôt gris noirâtre d’argent métallique.
- La solution bleuit progressivement : formation des ions Cu2+
ii) Interprétations
le cuivre métallique Cu est transformé en ions cuivre Cu2+ selon l’équation de la demi-réaction:
Cu (sd) → Cu2+ + 2 e-
Les ions argent Ag sont transformés en argent métallique Ag selon l’équation de la demi-réaction
+
3) Conclusion
Toute réaction au cours de laquelle il y a transfert d’électrons entre les réactifs, est dite
réaction d’oxydoréduction (ou redox).
III/ Définitions
Une réaction d’oxydoréduction est une réaction chimique mettant en jeu un transfert
d’électrons entre ses réactifs.
Un réducteur est une entité chimique capable de céder des électrons.
Un oxydant est une entité chimique capable de gagner des électrons.
Une oxydation est une transformation correspondant à une perte d’électrons.
Une réduction est une transformation correspondant à un gain d’électrons.
Remarque
Un oxydant subit une réduction
Un réducteur subit une oxydation
3
IV-Notion de couples redox (oxydant / réducteur)
1) Exemples de couples redox simples.
Selon le réactif avec lequel il réagit, l’élément cuivre peut subir l’oxydation ou la réduction :
- Cu (sd) → Cu2+ + 2 e- : oxydation
- Cu2+ + 2e- → Cu (sd) : réduction
On dit que Cu2+ et Cu constituent un couple redox Cu2+ / Cu, et les 2 demi-
équations précédentes peuvent être regroupées en une seule équation :
Cu2+ + 2e- Cu (sd) : appelée équation formelle du couple.
Selon le réactif avec lequel il réagit, l’élément fer peut subir l’oxydation ou la réduction :
- Fe (sd) → Fe2+ + 2 e- : oxydation
- Fe2+ + 2e- → Fe (sd) : réduction
On dit que Fe2+ et Fe constituent un couple redox Fe2+ / Fe, et les 2 demi-équations
précédentes peuvent être regroupées en une seule équation :
Fe2+ + 2e- Fe (sd) : appelée équation formelle du couple.
Selon le réactif avec lequel il réagit, l’élément argent peut subir l’oxydation ou la réduction :
- Ag (sd) → Ag+ + 1 e- : oxydation
- Ag+ + 1e- → Ag (sd) : réduction
On dit que Ag+ et Ag constituent un couple redox Ag+ / Ag, et les 2 demi-équations
précédentes peuvent être regroupées en une seule équation :
Ag+ + 1e- Ag (sd) : appelée équation formelle du couple.
2) Définition
Un couple oxydant réducteur ou couple rédox est constitué de deux entités chimiques
l’une correspondant à la forme oxydée Ox et l’autre à la forme réduite Red d’un même
élément chimique. On le note Ox/Red.
A chaque couple redox on associe une équation formelle écrite avec une double flèche,
pour les couples redox simples, cette équation est de la forme : a Ox + n e- b Red
Exercices d’application
Exercice1
A une masse m=2 g de zinc on ajoute V=600 mL d'une solution d'acide chlorhydrique
telle que la concentration soit C=0,5 mol L-1.
M(Zn)=65,4; M( H)=1 ; M(Cl)=35,5 g mol-1. Volume molaire Vm= 22,4 L mol-1.
1.Quelles sont les quantité de matière initiale de chaque réactif?
2. En déduire qui est en excès et de combien?
3. Quels sont les concentrations finales des ions?
4. Vérifier que la solution est électriquement neutre.
5. Quels sont la masse et le volume de dihydrogène formé ?
6. Quelle est la quantité d'électricité mise en jeu ?
Exercice2
On verse une solution aqueuse de chlorure de cuivre (CuCℓ2) sur de la limaille de fer; après
quelque temps il apparait un dépôt rouge de cuivre on filtre le mélange et on lui ajoute de la
soude: il se forme un précipité vert.
1) Quel est l’ion mis en évidence par le test à la soude ; expliquer sa formation en écrivant la
demi-équation correspondante.
2) En déduire la demi-équation de la réduction ayant lieu.
3) Ecrire l’équation de la réaction redox ayant lieu
4
4) indiquer l’oxydant et le réducteur
5) Donner les couples rédox mis en jeu.
Remarque :
Pour équilibrer une demi-équation correspondant à un couple dans lequel un élément commun s’associe
à l’oxygène :
Exercice1
La réaction d’oxydoréduction entre les ions bichromate Cr2O72- et les ions fer(II) met en jeu les couples
redox Cr2O72- / Cr3+ et Fe3+ / Fe2+
HClO2/HClO MnO2/Mn2+