qui est un oxydant. 1. Reconnaître l’oxydant et le réducteur de couples oxydant/réducteur Tester compétences Dans le couple ion mercure II/mercure métala. ses Applications technologiques c. L’agent actif de l’eau de Javel est l’ion hypochlorite 2+ 2+ Établir l’équation d’une réaction un oxydant. lique, Hg (aq)/Hg(l), l’oxydant est l’ion Hg (aq) et le qui7.est 1. Reconnaître l’oxydant et le réducteur de d’oxydoréduction réducteur, Hg(l). couplesLaoxydant/réducteur Équation de la réaction qui se produit en milieu acide demi-équation électronique correspondante Applications technologiques le couple ion mercure II/mercure métala. Danss’écrit entre : : 7. a.Établir l’équationetd’une Le fer métallique les ionsréaction fer III, Fe 3+ (aq) : lique, Hg2+(aq)/Hg(l), l’oxydant est– =l’ion Hg2+ (aq) + 2e Hg(l).Hg2+(aq) et le 3+ 2+ 3+ d’oxydoréduction Fe (aq) / Fe (aq): Fe (aq) + e– = Fe2+ (aq); réducteur, Hg(l). b. Les trois couples oxydant/réducteur sont: 3+ + Mg2+(aq) / Mg La demi-équation électronique (s) ; Al (aq)/ Alcorrespondante (s) ; H (aq)/ H2 (g). s’écrit : c. La demi-équation électronique correspondant à chaque couple s’écrit Hg2+ (aq) + 2e: – = Hg(l). Mg2+(aq) + 2e– = Mg (s) b. Les trois couples oxydant/réducteur sont: Al3+(aq) + 3e– = Al+(s) Mg2+(aq) / Mg (s) ; Al3++(aq) / Al (s) ; H (aq)/ H2 (g). 2H (aq) + 2e– = H2 (g) . c. La demi-équation électronique correspondant à Compléter chaque 2. couple s’écrit les : phrases 2+ 2+ II,+Cu un oxydant car il capte a. L’ion cuivre Mg (aq) 2e– =est Mg (s) 2 électronsAl au3+cours de–la transformation. (aq) + 3e = Al (s) Le métal fer est un réducteur car il cède des électrons 2H+(aq) + 2e– = H2 (g). 2+ – Équation se produit en milieu acide Fe2+ (aq) de / Fela(s)réaction : Fequi (aq) + 2e = Fe (s) 3+ 2+ entre : 2Fe (aq) + Fe (s) → 3Fe (aq). a. b. LeLe ferdiiode, métallique etleles ions fer Fe 3+SO (aq) : ; I , et dioxyde deIII, soufre, 2 (aq) – 2+ : : Fe3+ I2 (aq) (aq) //IFe (aq) (aq) 3+ – 2+ Fe + –e=– = ; I2 (aq)(aq) + 2e 2IFe (aq) (aq) 2 (aq) 2+ – 2– / Fe Fe2+ SO(aq) / SO (s) 2: (aq) : Fe (aq) + 2e = Fe (s) 4 (aq) 2– 2e–2+=(aq) SO.2 (aq) + 2H2O 2Fe3+SO Fe+(s)4H→+ +3Fe 4 +(aq) (aq) + SO2 (aq) + 2H 2I (aq) +de SOsoufre, 2 (aq) 2Ole→ 4 (aq) + 4H b. ILe diiode, I2 (aq) , et dioxyde SO2. (aq) ; – 2– + c. Les nitrate, NO et–le 3 (aq) I2 (aq) / I –ions I2 (aq) + ,2e = cuivre 2I– (aq)métal, Cu. (aq) : – 2+ 2– (aq) / Cu (s) : SOCu 4 (aq) / SO2 (aq) : Cu2+ (aq) + 2e– = Cu(s). NO3– (aq) / NO (g) : 2– au cours de la transformation. SO4 (aq) + 4H+ + 2e– = SO2 (aq) + 2H2O + NO3– (aq) + 4H+ + 3e–2– = NO (g) + 2H2O b. L’ion Ag un oxydant car il capte un électron au 2. Compléter les est phrases I2 (aq) + SO2 (aq) –+ 2H2O +→ 2I– (aq) + SO4 (aq) + 4H+. 2+ de la alors quecar le métal cuivre 3Cu(s) + 2NO3 (aq) + 8H → 3Cu (aq)+ 2NO (g) + 4H2O. cuivre II,transformation Cu2+ est un oxydant il capte a. L’ioncours c. Les ions nitrate, NO3– (aq), et le cuivre métal, Cu. est un réducteur car il cède des électrons au cours de 2 électrons au cours de la transformation. 8. Préparation de l’eau de Javel la transformation. Cu2+ (aq) / Cu (s) : Cu2+ – + 2e– – = Cu(s). Le métal fer est un réducteur car il cède des électrons Cl2 + 2e(aq) = 2Cl – = 2ClO– + 2H O + 2e–. NO3– (aq) / NO : des demi-équations électroniques Cl2(g) + 4OH au cours3.deÉcrire la transformation. 2 a. Couples redoxNO : Cl3–2 /(aq) Cl–+; 4H ClO+–+/ Cl sont : 3e2– = NO (g) + 2H2O b. L’ionLes Ag+demi-équations est un oxydantélectroniques car il capte un électron au 2+ 2+ – b. En ajoutant membre à membre les deux demi– + 2+ a) laZn + 2e le = Zn (aq) / Zn (s) : Znalors (aq) que (s) cuivre cours de transformation métal 3Cu (s) + 2NO3 (aq) + 8H → 3Cu (aq)+ 2NO (g) + 4H2O. – – = 2I– équations et en divisant par 2, on retrouve l’équation b) I / I : I + 2e 2 (aq) (aq)il cède 2 (aq) des électrons (aq) au cours de est un réducteur car 3+ 3+ – = Al 8. Préparation de l’eau de Javel chimique de la synthèse de l’eau de Javel. c) Al / Al : Al + 3e (aq) (s) (aq) (s) la transformation. – est –la dismutation du c. Cette réaction Cl chimique d) Cl2 (aq) / Cl – (aq) : Cl2 (aq) + 2e– = 2Cl–(aq). 2 + 2e = 2Cl – – – dichlore,Cl car il est à la fois oxydant et réducteur. 3. Écrire des demi-équations électroniques 2 + 4OH = 2ClO + 2H2O + 2e . 4. Action de l’aluminium sur le nitrate de cuivre Les demi-équations électroniques sont : a. Demi-équations électroniques : – = Zn a) Zn 2+ (aq) / Zn (s) : Zn 2+ – (aq) ++2e (s) Al3+ (aq) 3e = Al (s) – = 2I– b) I2 (aq) / I– (aq) : I 2 (aq) Cu + 2e 2+ – = Cu . (aq) + 2e (aq) (s) 3+ – c) Al3+ (aq) / Al (s) : Ald’oxydoréduction b. Équation représentant la trans(aq) + 3e = Al (s) d) Cl2 (aq) / Cl – (aq): : Cl2 (aq) + 2e– = 2Cl–(aq). formation 3Cu2+ + 2Al → Cu + Al3+ . (s) (s) (aq) (aq) 4. Action de l’aluminium sur le nitrate de cuivre – / Cl a. 9. Couples redox d’emploi : Cl2 / Cl– ;de ClO Précautions l’eau de2 Javel b. a.EnDemi-équations ajoutant membre à membre les deux demiélectroniques : – – + 2, on retrouve l’équation équations et en divisant par 2ClO (aq) + 2e + 4H (aq) = Cl2(g) + 2H2O(l) – chimique de la synthèse deCll’eau de– Javel. 2Cl (aq) = 2(g) + 2e On obtient l’équation chimique c. b. Cette réaction chimique est la dismutation du – – 2ClO 4Hà+(aq) + 2Cloxydant + 2H2O(l) dichlore, car il+est la fois et2(g) réducteur. (aq) (aq) → 2Cl soit + –de l’eau de Javel d’emploi 5. Action duélectroniques diiode sur le thiosulfate de sodium 9. Précautions ClO–(aq) + 2H : a. Demi-équations (aq) + Cl (aq) → Cl2(g) + H2O(l). électroniques : a. Demi-équations a. c.Demi-équations électroniques : Il se dégage du dichlore. Al3+ + 3e– = Al (aq) (s) – = 2I– – d. Il2ClO s’est dégagé 48– × = 12=LCl de dichlore. + 0,25 4H+(aq) + 2H2O(l) (aq) 2(g) (aq) + 2e Cu2+ (aq)I2–2+(aq) 2e+– =2eCu (s). 2– – – – S4O6 (aq) + 2e = 2S2O3 (aq). 2Cl = Cl + 2e 2(g) (aq) b. Équation d’oxydoréduction représentant la trans10. Principe de l’éthylotest b. Équation de la réaction : b. Demi-équations On obtient l’équation chimique électroniques : formation : I2 (aq) + 2S2O32–(aq) →2I– (aq) + S4O62–(aq). – + + + 2Cl – 2– – 2ClO + 4H → + 2H2O(l) 2+ 3+ 2(g) (aq) (aq) (aq) Cr2O7 + 14H + 6e = 2Cr 3+ 2Cl + 7H 3Cu (aq) + 2Al (s)→ Cu (s) + Al (aq). 2O (× 2) + soit CH3CH2OH + H2O = CH3COOH + 4H + 4e– (× 3) 6. Action de l’eau de Javel sur les ions iodure – 5. Action du diiode sur le thiosulfate de sodium + 2H+(aq) + Cl–(aq) → Cl2(g) + H2O(l). On ClO obtient chimique a. Demi-équation électronique mettant en jeu le (aq)l’équation 2– + – électroniques : a. Demi-équations 2Cr2O7du+dichlore. 28H + 3CH3CH2OH + 3H2O couple I2/I : c. Il se dégage 4Cr 3+ +48 14H 3CH + 12H+ 2I–. I2 (aq) + 2eI–2 += 2e 2I– =(aq) d. Il s’est→dégagé × 0,25 12 3LCOOH de dichlore. 2O + = 2– + b. Équation de réaction de2O la32– transformation : 2Cr2O7 + 16H + 3CH3CH2OH S4O62–(aq) + 2e– = 2S (aq). 10. Principe de – + ClO– + H O → Cl– + I + 2OH–. 3+ + 11H O + 3CH COOH 2I → 4Crl’éthylotest 2 2 3 b. Équation de la réaction : 2 Demi-équations électroniques : I2 (aq) + 2S2O32–(aq) →2I– (aq) + S4O62–(aq). Cr2O72– + 14H+ + 6e– = 2Cr 3+ + 7H2O (× 2) 70 • CHAPITRE 15 - Qu’est-ce qu’une réaction d’oxydoréduction ? CH3CH2OH + H2O = CH3COOH + 4H+ + 4e– (× 3) 6. Action de l’eau de Javel sur les ions iodure On obtient l’équation chimique a. Demi-équation électronique mettant en jeu le 2Cr2O72– + 28H+ + 3CH3CH2OH + 3H2O couple I2/I– : → 4Cr 3+ + 14H2O + 3CH3COOH + 12H+ I2 + 2e– = 2I–. b. Équation de réaction de la transformation : 2I– + ClO– + H2O → Cl– + I2 + 2OH–. 70 • CHAPITRE 15 - Qu’est-ce qu’une réaction d’oxydoréduction ? 2Cr2O72– + 16H+ + 3CH3CH2OH → 4Cr 3+ + 11H2O + 3CH3COOH O2 + 6H+ + 6CO2. 6Fe3+ me K2Cr207 (s) g. Masse molaire du dichromate de potassium : M (K2Cr207) = 2 × 39 + 2 × 52 + 7 × 16 = 294 g. mol– 1. Masse de dichromate de potassium contenue dans le tube : 2 × 3,62 × 10– 6 × 294 = 2, 13 × 10– 3 g ≈ 2, 1 mg. 14. La vitamine C 1. L’acide ascorbique a des propriétés réductrices. 2. Le diiode a été réduit en ion iodure. 3. Demi-équations électroniques des couples : C6H8O6 (aq) = C6H6O6 (aq) + 2H+ (aq) + 2e– I2 (aq) + 2e– = 2I– (aq). 4. Équation de la transformation chimique entre la e faisant vitamine C et le diiode : C6H8O6 (aq) + I2 (aq) → C6H6O6 (aq) + 2I– (aq) + 2H+aq (aq). –. 5. a. Quantité de matière de diiode ajoutée : e faisant rmation ganisme H + H+. rmation s l’orga- H+. × 2) 4e– (× 3) l’éthanol H + 12H+ H3COOH. de sulfu- la masse e dichro- ol. saire : 0,25 × 11 × 10– 3 = 2,75 × 10– 3 mol. b. Quantité de matière d’acide ascorbique ayant – 3matière d. Quantité de 18. Dosage du dioxyde de soufre SO2 dans un réagi : 2,75 × 10 mol. en ion fer II, contenue dans –1 vin mousseux comprimé : c.unM(C 6H8O6) = 176 g.mol . 2+ 4+ – 3 1. Demi-équations électroniques : n( Feascorbique ) = n( Ce :) = 1,43 × 10 mol. Masse d’acide 2– + – e. Masse2,75 d’élément présente × 10– 3 ×fer176 = 0,48 gdans ≈ 0,5un g. comprimé SO2 (aq)+ 2H2O = SO4 (aq)+ 4H + 2e : oxydation de SO2. – – I2 (aq) + 2e = 2I (aq) : réduction du diiode de Tardyferon : 15. Obtention de l’indigo à partir du pastel 2. Équation de la réaction chimique qui se produit m = 1,43 DOSAGE : × 10– 3 × 55,8 = 79,8 × 10– 3 g = 79,8 mg. a. Une réaction d’oxydo-réduction est une réaction entre le diiode et le dioxyde de soufre : 17. La Bétadine chimique au cours de laquelle se produit un transfert I2 (aq) + SO2 (aq) + 2H2O(l) → 2I– (aq) + SO42– (aq) + 4H+. demi-équations sont : oxy1. Les deux d’électrons entre une espèce électroniques chimique, appelée 3. a. Quantité de matière de diode : – dant, qui capte les électrons Oxydation: I2 (aq) + 2e– et = 2Icelle (aq) qui les cède, n(l2) = 17,0 × 10– 3 × 2,00 × 10– 3 = 3,40 × 10– 5 mol. appelée réducteur. 2– 2– – Réduction: 2S2O3 (aq) = S4O6 (aq) + 2e Quantité de matière de dioxyde de soufre : b. Un oxydant est une espèce chimique qui capte des n(SO2) = 3,40 × 10– 5 mol dans 20,0 mL. 2. L’oxydant est le diiode et le réducteur est l’ion électrons. b. Concentration molaire en SO2 de ce vin : thiosulfate. L’équation de la réaction chimique qui se c. Demi-équation électronique pour le couple 3,40 × 10– 5 ⁄ 20,0 × 10– 3 = 1,70 × 10– 3 mol.L– 1. produit entre le diiode et les +ions thiosulfate s’écrit : – = 2H O. O2/H2O : 2 O + 4H + 4e 2 Concentration massique en SO2 du vin : I2 (aq) + 2S2O3 – (aq) → 2I– (aq) + S4O622 – (aq). d. La demi-équation électronique du couple 1,70 × 10– 3 × 64,1 = 0,109 g.L– 1 3. a. Calcul de la quantité de matière d’ions thiosulindoxyle-indigo est : = 109 mg.L– 1 = 0,109 g.L– 1. fate ayant réagi: O 4. Ce vin respecte les normes car H n(S2O32–) =HC’ . V’, 0,109 g.L– 1 < 0,225 g.L– 1. N N + – 2– – 1 – 3 – 4 = + 4H + 4e n(S2O3 ) = 1,0 × 10 × 8,2 × 10 =N8,2 × 10 mol. 2 H OH la quantité de matière b. Calcul de de diiode qui a O réagi avec le thiosulfate de sodium : + – soit : 2C8H7ON = C16H2– 10O2N2 + 4H + 4e . n(I2) = ½ . n(S2O3 ), n(I2) = 4,1 × 10– 4 mol. e. L’oxydant du couple indoxyle-indigo est l’indigo. c. Calcul de la concentration molaire en diiode de la 16. Le Tardyferon Bétadine: a. Demi-équations électroniques : × 10– 3) C = n(I2) ⁄V = 4,1 × 10– 4 ⁄ (10 3+ – 2+ 4+ Fe + C e ==4,1 Fe × 10 ; Ce + e– –=1.Ce3+. – 2 mol.L b.d.Équation la réaction d’oxydoréduction entre le Masse dede polyvidone iodée : sulfate de fer II et le sulfate de cérium IV : 4,1 × 10– 2 × 100 × 10– 3 × 2362,8 = 9,69 g. Fe2+ + Ce4+ → Fe3+ + Ce3+. c. Quantité de matière d’ions cérium IV introduite : n(Ce4+) = 0,10 × 14,3 × 10– 3 = 1,43 × 10– 3 mol. CHAPITRE 15 - Qu’est-ce qu’une réaction d’oxydoréduction ? • 71 Le coin du chercheur L’encre sympathique Le diiode oxyde l’acide ascorbique du citron selon l’équation de réaction : C6H8O6 + I2 → C6H6O6 + 2I–. L’expéditeur obtient une solution incolore : l’écriture est invisible. L’eau oxygénée oxyde les ions iodure à l’état de diiode qui fait virer au bleu l’empois d’amidon : l’écriture réapparaît pour le destinataire.