OXYDATION ET RÉDUCTION – APPLICATION À LA

OXYDATION ET RÉDUCTION – APPLICATION À LA CORROSION Eclipse à Chéraute
1. GÉNÉRALITÉS ET RAPPELS DE CHIMIE
●LA CORROSION des métaux est un phénomène chimique qui transforme le métal en OXYDE(S).
Cette OXYDATION est le plus souvent naturelle et DÉGRADE le métal .
Exemple : CORROSION ET NAUFRAGE DU PÉTROLIER GÉANT ÉRIKA (coque en acier)
Affrété par la compagnie française TotalFinaElf, le navire, chargé de 37.000 tonnes de fioul lourd, s'est
déchiré en deux avant de couler le 12 décembre 1999 au large de Penmar'ch (sud Finistère).
C'est "l'insuffisance d'entretien" et "le développement rapide de la corrosion" qui sont à l'origine de
l'affaiblissement des structures, indique le rapport final du BEA-Mer.
La vidéo du Naufrage: http://www.total.com/fr/groupe/dossiers/erika/rappel-des-faits/les-causes-du-naufrage-600592.html
A 8h20 (levé du jour 9h , vidéo IR inversée . Les zones noires les plus chaudes) , l'Érika se casse en deux .
Les explications issues de l'enquête: http://www.polmar.com/images/infographierika_g.jpg
Les ballasts servent à équilibrer le bateau .On les rempli d'eau de mer quand le navire est à vide .
●ATOME:
Il est le constituant élémentaire de la matière.
Il est formé d'un noyau chargé positivement (protons) entourés d'un nuage d'électrons
eˉ
chargés négativement. L'atome stable est donc électriquement neutre .
●RÉACTION CHIMIQUE :
Phénomène de transfert d'
eˉ
entre atomes ou molécules pour former des ions ou des molécules.
OXYDER: ARRACHER un ou des
eˉ
à un atome ou une molécule voisine.
RÉDUIRE: DONNER un ou des
eˉ
à un atome ou une molécule voisine.
COVALENCE: PARTAGER un ou des
eˉ
avec un atome ou une molécule voisine.
Rq: On ne touche pas au noyau des atomes (réaction nucléaire). Il faut beaucoup plus d'énergie .
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●Le numéro atomique donne le nombre d'
eˉ
de l'élément , le numéro (I, II, ....VII) de colonne, le
nombre d'
eˉ
sur la couche de valence, et le numéro de ligne le nombre de couches électroniques
de l'élément .
●RÈGLE DU DUET ou DOUBLET (2) ET DE L'OCTET (8)
Lors des réactions chimiques, les atomes tendent toujours à COMPLÉTER LE NOMBRE D'
eˉ
de leur
COUCHE DE VALENCE pour ressembler à celle du GAZ INERTE, le plus proche, colonne VIII .
EXEMPLES :
Li, Be et B tendent à RÉDUIRE pour ressembler à He (2
eˉ
sur la couche de valence: DUET ).
Donc Li -->
Li⁺
, Be -->
Be²⁺
et B -->
B³⁺
On dit qu'ils ont une faible électronégativité (garder les
eˉ
) et donc un fort pouvoir réducteur .
Ils sont peu oxydant et ont tendance à s'oxyder facilement.
N, O, F tendent à oxyder pour ressembler à Ne ( 8
eˉ
sur la couche de valence: OCTET )
N -->
N³ˉ
, O -->
O²ˉ
, F -->
Fˉ
On dit qu'ils ont une forte électronégativité (garder les
eˉ
) et donc un fort pouvoir oxydant .
Ils sont fortement oxydant .
●TRACER sur le tableau les FLÈCHES indiquant ( PLUS OXYDANT et PLUS RÉDUCTEUR ) :
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1. OXYDATION DES MÉTAUX PAR VOIE SÈCHE(PAS DE LIQUIDE)
1.1. COMBUSTION DU MAGNÉSIUM DANS LE DIOXYGÈNE
●On ENFLAMME le ruban de MAGNÉSIUM(Mg) et on le
plonge dans le dioxygène. (
O2
)
●OBSERVATION :
●INTERPRÉTATION en termes d'oxydation et de réduction avec
les 2 équations et l'équation bilan ÉQUILIBRÉES:
●Vérifier que l'on obtient bien un oxyde Ionique
MgOMg²⁺,O²ˉ
, la magnésie CRISTAL BLANC.
Ce n'est pas la « magnésie » des gymnastes
M
g
O
f
u
m
é
e
b
l
a
n
c
h
e
2
C
o
m
b
u
s
t
i
o
n
d
e
M
g
1.1. COMBUSTION DE L'ALUMINIUM (Al) DANS L'AIR :
●On laisse tomber la POUDRE D'
Al
dans la
FLAMME du BEC BUZEN(ou autre flamme bleue).
●OBSERVATION :
●INTERPRÉTATION en termes d'oxydation et de
réduction avec les 2 équations et l'équation bilan
ÉQUILIBRÉES:
●VÉRIFIER que l'on obtient bien un oxyde
Al2O3
appelé Alumine .
Rq: L'alumine est un cristal blanc partiellement ionique .
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2. RÉDUCTION DES OXYDES MÉTALLIQUES PAR VOIE SÈCHE:
2.1. RÉDUCTION DES OXYDES MÉTALLIQUES PAR VOIE SÈCHE
●La plupart des métaux de transition(Colonnes III à VIII et I-B II-B) possèdent plusieurs oxydes
●Pour le fer :
OXYDE DE FER(II) FeO (ions
Fe²⁺
et
O²ˉ
) également appelé oxyde ferreux,
OXYDE DE FER(III) Fe2O3 (ions
Fe2⁺
et
O²ˉ
) , également appelée oxyde ferrique,
OXYDE DE FER(II,III) Fe3O4 (ions
Fe³⁺,Fe²⁺
et
O²ˉ
), parfois appelé oxyde
magnétique(Magnétite).
2.1.1. RÉDUCTION DE L'OXYDE DE FER II PAR LE MONOXYDE DE CARBONE
CO
SIDÉRURGIE:
Cette réduction intervient, entre autres, pour réduire les OXYDES de fer du MINERAI DE FER, et ainsi
obtenir des FONTES puis des ACIERS.
ECRIRE L'ÉQUATION BILAN équilibrée qui
donne du fer
Fe
à partir de
FeO
et
CO
:
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2.1.2. RÉDUCTION DE L'OXYDE DE FER III PAR L'ALUMINIUM (aluminothermie):
EXPÉRIENCE:
On mélange en proportion
steochiométrique
Fe2O3
et
Al
On pose le mélange homogène sur une
BRIQUE RÉFRACTAIRE .
Ces réactions sont utilisées
dans les feux d'artifices avec
divers oxydes métalliques
suivant la couleur recherchée.
Après la réaction violente de
réduction , on obtient du fer fondu
Fe
et une poudre blanche,
Al2O3
l'alumine .
Fe2O3
a été RÉDUIT en
Fe
Al
a été OXYDÉ en
Al2O3
●ÉQUILIBRER l'équation bilan de la réaction :
Application: SOUDURE DES RAILS DE CHEMIN DE FER
Porte Jeune à Mulhouse remplacement d'un rail le 23/11/2010 vers 20h:http://wn.com/Aluminothermie
Le moule réfractaire posé sur le Rail
Chauffage du moule
Introduction du mélange Fe2O3+Al en poudre et démarrage de
la réaction.
Le fer fondu commence à déborder sur le haut du moule .
Il est recueilli dans un godet
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