Réactions d`oxydoréduction

Réactions d’oxydoréduction
Oxydant, Réducteur, oxydation et réduction
• Expérience :
• Observations et conclusions :
plaque en fer Fe
- dépôt de cuivre sur la plaque en fer
solution de sulfate de cuivre
(Cu2+, SO42-)
- La solution s’éclaircit : disparition d’ions cuivre
Cu2+
• Interprétation :
Le fer a perdu 2 e- : il a subit une oxydation ; c’est un réducteur.
L’ion Cu2+ a gagné 2 e- : il a subit une réduction ; c’est un oxydant.
• Une réaction d’oxydoréduction est une réaction au cours de laquelle des électrons sont
échangés entre deux réactifs :
- Une oxydation est une perte d’électrons.
Ex : Fe → Fe2+ + 2 e- Une réduction est un gain d’électrons.
Ex : Cu2+ + 2 e- → Cu
• Un oxydant est une espèce chimique capable de gagner des électrons.
Ex : Cu2+
• Un réducteur est une espèce chimique capable de perdre des électrons.
Ex : Fe
Remarque : Tous les métaux sont réducteurs : Ag, Cu, Pb, Sn, Ni, Fe, Zn, …
Couple d’oxydoréduction
Deux espèces chimiques forment un couple oxydant/réducteur si l’on peut passer de l’une à
l’autre par gain ou perte d’électrons.
Un tel couple est noté Ox/Red (l’oxydant est toujours noté en premier).
On parle de réducteur et d’oxydant conjugués.
Les deux espèces conjuguées sont alors liées par une relation appelée équation de demiréaction électronique :
Ox + n e- = Red
Le signe « = » ne traduit pas une transformation effective mais la possibilité de passer d’une forme à l’autre selon les conditions (ce n’est pas
un équilibre chimique).
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Exemple :
Cu2+ (forme « oxydant ») et Cu (forme « réducteur ») forme un couple oxydant/réducteur :
Cu2+/Cu.
réduction
Cu2+ + 2 eOx
=
oxydation
Cu
Réd
Force des oxydants et réducteurs
• Expérience :
lame de cuivre
• Observation : Rien ne se passe
solution de sulfate de fer
(Fe2+, SO42-)
• Interprétation :
• Le métal fer réduit les ions Cu2+, alors que le métal cuivre ne peut pas réduire les ions Fe2+ :
Fe est donc un métal plus réducteur que Cu.
• Les ions Cu2+ oxydent le métal fer, alors que les ions Fe2+ ne sont pas capables d’oxyder le
métal cuivre : les ions Cu2+ sont plus oxydants que les ions Fe2+.
• Conclusion :
Tout oxydant ne réagit sur n’importe quel réducteur.
Il existe des oxydants plus ou moins forts, idem pour les réducteurs.
On peut donc classer les couples oxydant/réducteur par pouvoir oxydant croissant (ou
réducteur) :
pouvoir oxydant croissant
du cation métallique
Cu2+
Cu
Fe2+
Fe
pouvoir réducteur
croissant du métal
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Réaction d’oxydoréduction
• Une réaction d’oxydoréduction est une réaction de transfert d’électrons entre 2 couples.
• La réaction naturelle se fait toujours entre l’oxydant le plus fort des deux couples et le
réducteur le plus fort.
Ce résultat peut se retrouver à l’aide de la règle dite du gamma γ.
pouvoir oxydant croissant du
cation métallique
Cu2+
Cu
Zn2+
Zn
• On écrit les 2 équations de demi-réaction électroniques :
Cu2+ + 2 e- = Cu
Zn2+ + 2 e- = Zn
• On réécrit ces 2 équations dans le sens où la réaction a réellement lieu (règle γ) :
Cu2+ + 2 e- → Cu
Zn → Zn2+ + 2 e• On écrit l’équation chimique de la réaction :
Cu2+
+ Zn → Zn2+ + Cu
Equilibrer une équation de demi-réaction électronique
Exemples :
1. Al3+/Al :
Al3+ + 3 e- = Al
2. I2/I- :
I2 + 2 e- = 2 I-
conservation de l’élément → immédiat
conservation des charges → ajout e-
Equilibrer une équation de réaction
Réaction entre le couple cuivre et le couple aluminium placé en dessous dans la classification :
Les électrons doivent être équilibrés.
3Cu2+ + 6 e- → 3Cu
2Al → 2Al3+ + 6 e• On écrit l’équation chimique de la réaction :
3Cu2+
+ 2Al → 2Al3+ + 3Cu
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