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REACTIONS D’OXYDOREDUCTION
• INTRODUCTION :
Les réactions d’oxydoréduction joue un rôle important en Biologie Ani.
male, en Biologie Végétale et en Géologie.
• I. DEFINITIONS :
1 – degré d’oxydation :
Le degré d’oxydation (d.o) ou nombre d’oxydation (n.o) d’un élément est
un nombre entier positif ou négatif qui permet de déterminer l’état
d’oxydation d’un même élément chimique dans différents composés.
Règles pour calculer le n.o:
 le n.o de l’élément d’un corps pur simple est nul.
 le n.o d’un élément qui constitue un ion est égal à la charge de cet ion.
 le n.o de l’élément oxygène est égal à -2
 le n.o de l’élément hydrogène est égal à +1
 la somme des n.o des éléments d’un composé est égale à la charge
électrique globale de ce composé.
REACTIONS D’OXYDOREDUCTION (suite)
• 2 – Oxydant (Ox) et Réducteur (Red) :
On appelle :
 Oxydation: une réaction qui correspond à une perte d’électrons
 Réduction : une réaction qui correspond à un gain d’électron.
 La substance qui perd des e- est appelée Red
 La substance qui gagne des e- est appelée Ox.
Exemple :
• I2 + 2e2I-.
• Réaction de réduction
• I- = Red
• I2 = Ox
Remarque :
• Au cours d’une réaction, l’Ox se trouve réduit tandis que le Red est à l’état
oxydé.
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• 3 – Couple rédox ou couple d’oxydoréduction :
A chaque Ox correspond un Red et inversement. Ils forment alors un
couple appelé couple rédox qui vérifie la réaction :
Ox + neRed
Ox : oxydant ou la forme oxydé qui se trouve réduit
Red : réducteur ou la forme réduite qui se trouve oxydé
n : nombre d’e- captés par l’Ox ( sens vers la droite) ou nombre d’e- cédés par
le Red ( sens vers la gauche).
Remarques :
Par convention: l’écriture du couple : Ox/Red
Dans un couple, si l’Ox est fort alors le Red conjugué sera faible et
inversement.
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• II. POTENTIEL REDOX:
la réaction rédox :
Ox + neRed
A cette réaction correspond le potentiel d’oxydoréduction ou potentiel
d’électrode E:
E = E0 + 0,06/n log [Ox] / [Red]
la loi de NERNST
n: nombre d’électrons échangés
Eo : potentiel d’électrode normal d’oxydoréduction
Remarques :
• Le potentiel d’électrode s’exprime en Volt (V)
• Le potentiel normal E0 a une valeur particulière pour chaque couple rédox.
Sa valeur ne dépend pas de la façon dont est décrite la réaction.
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1- Formule du potentiel d’oxydoréduction :
L’expression du potentiel d’oxydoréduction varie suivant le système rédox
étudié:
 aOx + nebRed aA + bB + …+ nemM + nN + ….
E = E0 + log [Ox]a/ [REd]b
E = E0 + log [A]a.[B]b…./ [M]m.[N]n…
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2- Potentiel d’oxydoréduction des solutions :
• a)- Réaction entre deux couples rédox :
Soit deux couples rédox :
 Ox1/Red1 avec E01
 Ox2/Red2 avec E02.
Si E01  E02 alors :
• Couple Ox1/Red1 est le couple le plus oxydant  Ox1 + n1e-  Red1
• Couple Ox2/Red2 est le couple le plus réducteur  Red2  Ox2 + n2eLa réaction globale entre ces deux couples s’obtiendra en égalisant le nombre
d’e- échangés.
• b)- constante d’équilibre K :
La constante d’équilibre K est déterminé à partir de la réaction globale entre
les deux couples rédox.
REACTIONS D’OXYDOREDUCTION (suite)
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Considérons les deux couples : Fe3+/Fe2+ avec E01 = 0,77V et Ce+4/Ce+3 avec E02 = 1,44V
couple Ce+4/Ce+3 = couple plus Ox  Ce4+ + 1e-  Ce3+
couple Fe3+/Fe2+ = couple plus Red 
Fe2+  Fe3+ + 1eréaction globale
 Ce4+ + Fe2+  Ce3+ + Fe3+
D’après cette réaction globale, la constante d’équilibre K a pour expression :
K = [Ce3+].[Fe3+] / [Ce4+].[Fe2+]
Couple Fe3+/Fe2+ : E2 = E02 + 0,06log [Fe3+] / [Fe2+]
Couple Ce+4/Ce+3 : E1 = E01 + 0,06log [Ce4+] / [Ce3+]
A l’équilibre, on a :
E1 = E 2
[Ce4+] = [Fe2+] et [Ce3+] = [Fe3+]
On trouve alors : 0,06 logK = E02 - E01 et on calcule K. On trouve K = 1,46.1011.
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•
c)- potentiel d’oxydoréduction E à l’équilibre :
Le potentiel d’oxydoréduction E à l’équilibre sera déterminé à partir de la
réaction globale entre les deux couples rédox.
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Exemple:
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Considérons les deux couples : Fe3+/Fe2+ avec E01 = 0,77V et Ce+4/Ce+3 avec E02 = 1,44V
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A l’équilibre :
•
les deux potentiels E1 et E2 sont égaux au potentiel d’équilibre E.
•
E = E1
•
E = E2
•
2E = E1 + E2
4+
2+
3+
3+
•
[Ce ] = [Fe ] et [Ce ] = [Fe ]
•
On trouve alors : 2E = E01 + E02 et on calcule E. On trouve E = 1,10V
Remarque :
si dans la réaction du couple rédox figure des ions H+, le potentiel de ce
couple rédox dépend du pH de la solution. C’est le cas du couple
MnO4- / Mn2+.
•
III. INDICATEURS REDOX:
On appelle indicateurs rédox, un composé chimique dont la coloration est
différente suivant qu’il se trouve sous forme réduite ou oxydée.
Exemple
La forme oxydée MnO4- est de couleur violette tandis que la forme réduite
Mn2+ est incolore.
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• Applications, utilisation des potentiels d’électrode, les piles