Oxydoreduction - loirecambodge

Activités du professeur Activités des élèves
L’oxydo réduction
Niveau :
Durée
Pré requis : -connaissance des ions
- caractérisation des ions Cu2+, Fe 2+ avec de la soude
- combustion d’un métal dans l’air. Oxyde métallique.
Objectifs : - la notion d’oxydation
- la notion de réduction
- la notion d’oxydo-réduction
- la notion d’oxydant
- la notion de réducteur
matériels : des béchers, des tubes à essai, lampe à alcool, pince
Produits : Solutions de CuSO
4,
FeSO
4
,
Solution de soude
Tournure ou fil de cuivre
des clous et de la limaille de fer.
Remarque : les concentrations des solutions ne sont pas très importante
car on fait des expériences qualitatives.
Mots clés : Oxydation, réduction, oxydo-réduction, oxydant, réducteur, conception
ancienne, conception moderne, demi-équation électronique, solide
ionique, gain d’électrons , perte d’électrons.
Déroulement:
I Conception ancienne
Le professeur demande à un élève de chauf-
fer un fil de cuivre à la flamme de la lampe
à alcool.
-Qu’observez vous ?
Est ce que le fil de cuivre garde la même
couleur ?
Qu’est-ce que ce produit noir obtenu ?
Est ce que c’est du cuivre ?
Qu’est-ce qu’il y a dans l’air ?
Le dépôt noir est CuO
Qu’est-ce qui est dans l’air et qui réagit
avec le cuivre pour donner cet oxyde .
Ecrire la réaction
L’élève chauffe le fil
-on observe que la
couleur de la flamme
est bleu
on voit des auréoles irisées, puis du
rouge sombre et enfin un dépôt noir
le dioxygène.
2Cu + O
2
→ 2 CuO

I conception ancienne :
Au début de la chimie, on considérait que l’oxydation était la réaction d’un corps
avec le gaz oxygène ou dioxygène :
2Cu + O
2
→ 2 CuO
Quand un corps s’unit avec l’oxygène, on dit qu’il subit une oxydation.
Résumé
Le professeur dit que cette réaction s’ap-
pelle oxydation.
Le professeur demande aux élèves
« Qu’est-ce donc qu’une oxydation ? »
Dans cette réaction, en quoi Cu se trans-
forme-t-il ?
Demander aux élèves d’écrire la demi
équation électronique
-L’oxydation est la réaction d’un corps
avec l’oxygène
Cu → Cu
2+
+ 2e
-
Le professeur explique et décrit la réaction
entre CuO et H
2
qui se traduit par l’équa-
tion :
CuO + H
2
→ Cu + H
2
O
On dit que CuO est réduit par l’hydrogène.
Remarque : le professeur peut également
évoquer la réaction entre l’oxyde de cuivre
(II) CuO et le carbone :
2CuO + C → 2Cu + CO
2
On dit que CuO est réduit par l’hydrogène.
Cette réaction s’appelle une réduction.
Qu’est-ce donc qu’une réduction ?
Le professeur précise :
CuO est un solide ionique
Quelles sont les espèces chimiques consti-
tuant CuO ?
Dans la réaction en quoi se transforme
Cu
2+
écrire la demi équation électronique
le professeur remarque que
Cu
2+
+ 2e
-
→ Cu
est une réduction
Cu
2+
et O
2-
Cu
2+
se transforme en Cu
Cu
2+
+ 2e
-
→ Cu

La réduction
Quand un corps est libéré de son oxyde, on dit qu’il subit une réduction :
CuO + H
2
→ Cu + H
2
O
Dans cette réaction, l’hydrogène est un réducteur
L’oxydation et la réduction sont deux opposées.
Remarque :
Cu → Cu
2+
+ 2e
-
(oxydation)
Cu
2+
+ 2e
-
→ Cu (réduction)
Résumé
II Conception moderne
On généralise ces notions d’oxydation et
de réduction : en effet les réactions d’oxy-
dation et de réduction peuvent se produire
sans le dioxygène ou le dihydrogène;
Recommandation aux professeurs :
pour l’exposé, on choisit la réaction entre
le fer et le sulfate de cuivre en solution.
Il faut mettre en évidence la transforma-
tion de Cu
2+
en Cu et de Fe en Fe
2+
Le professeur demande à un élève d’aller
faire une première expérience.
Avant de faire l’expérience, il faut bien
décaper le clou pour enlever la rouille
Qu’observez-vous ?
Le professeur demande à un élève d’écrire
la réaction.
Il fait comparer avec l’action de l’hydro-
gène sur l’oxyde de cuivre CuO. Ici aussi,
on a à faire à une réduction.
Deuxième expérience : elle a pour but la
mise en évidence de la réduction de l’ion
Cu
2+
en Cu
Recommendation au professeur : il faut
utiliser de la limaille de fer et une solution
de CuSO
4
très diluée afin que tous les ions
Cu
2+
soient remplacés par Fe
2+
Qu’observez-vous ?
Cu
2+
+ SO
42-
L’élève met des
clous dans la solu-
tion de CuSO
4
Les clous se recouvrent d’une couche rou-
geâtre de cuivre métal
Cu
2+
+ 2e
-
→ Cu
solution très diluée de sul-
fate de cuivre
limaille de fer en excès
L’élève agite très fort le tube bouché
Il se dépose du cuivre
L’élève prélève la solution obtenue après
décantation et fait le test à la soude (penser
au tube témoin, solution initiale de CuSO4)
clou

solution
de
CuSO
4
initiale
précipité
bleu d’hy-
droxyde de
cuivre
hydroxyde
de sodium hydroxyde
de sodium
solution
de sulfate
de fer
précipité
vert d’hy-
droxyde de
fer
Le précipité bleu de Cu(OH)
2
met en évi-
dence la présence d’ions Cu
2+
le précipité vert de Fe(OH)
2
met en évi-
dence la présence d’ions fer(II)
Cu
2+
+ 2e
-
→ Cu
Qu’observez-vous ?
écrire l’équation éléectronique
Le professeur fait remarquer que
Cu
2+
+ 2e
-
→ Cu est une réduc-
tion
Conception moderne :
1 l’oxydation: L’oxydation est une perte d’électron
ex : Fe → Fe
2+
+ 2e
–
(oxydation)
l’espèce chimique qui perd des électrons est appelée réducteur
ex Fe est réducteur
On dit que le fer subit l’oxydation.
2 la réduction : une réduction est un gain d’électron
ex : Cu
2+
+ 2e
-
→ Cu (réduction)
L’espèce chimique qui gagne des électrons est un oxydant
ex Cu
2+
est un oxydant
On dit que Cu
2+
subit une réduction
Les réactions d’oxydation et de réduction se font simultanément. Il se produit alors un
transfert d’électrons du métal vers l’ion positif sans que les éléectrons n’apparaissent
librement en solution Cu
2+
+ 2e
-
→ Cu
Fe → Fe
2+
+ 2e
–
Cu
2+
+ Fe → Cu + Fe
2+
Une telle réaction est une oxydo-réduction
Fe est oxydé en ion Fe
2+
Cu
2+
est réduit en Cu métal
l’oxydo-rédution se fait entre l’oxydant et le réducteur
Résumé