TP Oxydo-réduction

Spécialité 1ère Chapitre 2 : Evolution d’un système chimique
TP2 : Réactions d’oxydo-réduction
Objectifs :
• A partir des données expérimentales, identifier le transfert d’électrons entre deux réactifs et le modéliser
par des demi-équations électroniques et par une réaction d’oxydo-réduction.
• Mettre en œuvre des transformations modélisées par des réactions d’oxydo-réduction
« L'importance de l'oxydoréduction, phénomène chimique ou électrochimique, est considérable
tant par ses effets spontanés, bénéfiques (photosynthèse) ou néfastes (corrosion), que par ses
applications multiples dans la vie quotidienne (piles, accumulateurs…) ou dans l'industrie chimique
et électrochimique. »
Extrait du larousse
Les réactions d’oxydo-réduction sont omniprésentes dans notre environnement : rouille,
biologie…elles mettent souvent en jeu des espèces colorées et sont largement exploitées dans les
études secondaires. Le but de ce TP est de les modéliser en faisant apparaître un transfert
d’électrons et de les mettre en œuvre.
I. Expériences préalables
Vous disposez de :
• deux réactifs : l'hydroxyde de sodium et le chlorure de sodium en solutions aqueuses.
• quatre solutions : chlorure de fer II, sulfate de cuivre II, nitrate d'argent et chlorure de fer III. Chacune
d’entre-elle contient un ion à tester.
Présenter sous forme d’un tableau les réponses aux questions suivantes :
➢ Donner la formule chimique des solutions de chlorure de fer II, de sulfate de cuivre II, de nitrate d'argent, et
de chlorure de fer III.
➢ Indiquer la couleur des 4 solutions et donner la formule chimique de l'ion responsable de leur coloration.
Caractérisation
Effectue les tests nécessaires pour caractériser les ions positifs (cations) de ces quatre solutions : dans un tube
à essais, introduire 2 mL de la solution à tester et ajouter quelques gouttes de réactif. L'apparition d'un
précipité indique un test positif. Indiquer dans le tableau la couleur du précipité observé.
Réactifs\Ions à tester
Cu2+
Fe2+
Ag+
Fe3+
Hydroxyde de sodium
Chlorure de sodium
Notez bien les résultats de ces tests, ils seront nécessaires pour caractériser la présence des ions Cu2+, Fe2+, Ag+,
Fe3+ dans des solutions aqueuses.
II-Réalisation et exploitation
1-Pourquoi le métal fer se décolore-t-il dans une solution de sulfate de cuivre II ?
a) L'expérience
Réaliser l’expérience décrite ci-contre (éventuellement dans un tube à essais).
Récupérer le filtrat dans un bécher puis reverser-le sur la paille de fer. Refaire la même
manipulation 4 à 5 fois de suite.
b) Un indice : la couleur
➢ Observer la couleur prise par la paille de fer : quelle espèce chimique en est
responsable ?
➢ Comparer la couleur du filtrat à celle de la solution de sulfate de cuivre du flacon.
➢ Quelle est l'espèce chimique qui a réagi ? Sur quelle autre espèce chimique a-t-elle
réagi ?
paille de fer
filtrat
sulfate de
cuivre II

Spécialité 1ère Chapitre 2 : Evolution d’un système chimique
c) Une confirmation : le test
➢ L’une des deux espèces qui a réagi est présente dans le filtrat sous une autre forme (selon le principe de
conservation de la matière). Parmi les tests précédents, choisir celui qui prouve la présence de cette nouvelle
espèce chimique. Réalisez-le en prélevant une petite quantité du filtrat dans un tube à essai
➢ Expliquer par une phrase la réaction chimique observée.
➢ Quelle est l'espèce chimique qui n'a pas réagi ?
d) Une déduction : les équations bilan
➢ Quelle est l'espèce qui a perdu des électrons ? Combien en a-t-elle perdu ? En déduire l’équation bilan de
cette réaction (elle doit fait apparaître les électrons perdus)
➢ Même travail avec l’espèce chimique qui a gagné ces mêmes électrons.
➢ En déduire l'équation bilan de la réaction globale entre les deux espèces. Combien d’électron chaque espèce
chimique a échangé ?
f) Une définition à retenir : l'échange d'électrons
Une espèce chimique qui perd un ou des électrons est un réducteur.
Une espèce chimique qui gagne un ou des électrons est un oxydant.
Une oxydation est une réaction où une espèce chimique perd des électrons.
Une réduction est une réaction où une espèce chimique gagne des électrons.
g) Conclusion
Dans l’expérience réalisée, quelle espèce chimique est le réducteur ? L’oxydant ? Quelle réaction correspond à
une réduction ? Une oxydation
2. Et si on change d’espèce ? Réaction entre le métal cuivre et une solution de nitrate d'argent
a) L'expérience
Agiter et attendre quelques minutes pour observer les modifications qui doivent se
produire. Effectue les tests d'identification des espèces chimiques dont vous soupçonnez
la présence.
b) Questions
Pour cette expérience, en vous aider de la démarche précédemment utilisée, identifiez (en justifiant toutes vos
réponses) :
➢ Les espèces chimiques qui ont réagi ainsi que celles produites (faites des tests) ;
➢ Les 2 équations bilan faisant apparaître les électrons échangés ;
➢ La réaction d’oxydation, de réduction ;
➢ Les oxydants, les réducteurs ;
➢ L’équation bilan globale de la réaction et le nombre d'électrons échangé. (attention : il ne peut s'agir que d'un
échange).
➢ Comparer cette expérience à celle du fer sur la solution de sulfate de cuivre II : quelle transformation subissent
les ions Cu2+ dans cette expérience et le cuivre Cu dans celle faite ici ?
c) Conclusion
L’ion Cu 2+ et l’atome de cuivre Cu forment un couple. Il s’agit du couple Cu 2+/Cu dont la demi équation rédox
est Cu 2+ + 2e - = Cu
➢ Donner les autres couples et les demi équations électroniques rencontrés jusqu’à présent.
➢ Généraliser à un couple dont le réducteur sera noté Red et l’oxydant Ox échangeant n électrons.
copeau de cuivre
5 mL de nitrate
d’argent à 0,1 mol/L

Spécialité 1ère Chapitre 2 : Evolution d’un système chimique
A regarder : l’arbre de Diane futura sciences
https://www.youtube.com/watch?v=eUncaVtLzrY
3. Si vous avez le temps : Fer contre fer: action des ions Fe3+ sur le métal fer
a) L'expérience
Agiter et attendre quelques minutes en observant les modifications qui se
produisent. Effectue les tests d'identification des espèces chimiques dont vous
soupçonnez la présence.
b) Résultats
Remplissez le tableau suivant :
Questions
Réponses
Espèces chimiques mises en présence
Espèces chimiques ayant réagi
Formes sous lesquelles on retrouve les
différentes espèces chimiques ayant réagit
Les 2 demi équations électronique qui ont eu
lieu
Equation-bilan, en précisant le nombre
d'électrons échangés
Couples oxydant / réducteur mis en jeu
Quelle remarque particulière fais-tu à propos des ions Fe2+ ?
poudre de fer
5 mL de chlorure
de fer III à 0,1 mol/L

Spécialité 1ère Chapitre 2 : Evolution d’un système chimique
Liste de matériel
Bureau
• Sulfate de cuivre
• Nitrate d’argent en flacon
• Chlorure de fer II
• Chlorure de fer III
Paillasses
• Tulipe
• Paille de fer
• 2 bécher 50 mL
• Tubes à essais
• Portoir
• Tournure de cuivre
• Hydroxyde de sodium
• Chlorure de sodium