Cu 2+

Thème 3 : L’énergie et ses transferts / CHAP6
Oxydoréduction
 EXP1
- Dans un tube à essai, introduire un peu
de solution contenant les ions Fe2+ puis
ajouter quelques gouttes d’une solution
d’hydroxyde de sodium (soude).
 Observations
- En rajoutant de la soude dans une solution
contenant les ions Fe2+, on obtient un précipité vert
 EXP2
- Dans un tube à essais contenant une solution peu
concentrée de sulfate de cuivre, introduire de la
poudre de fer puis agiter jusqu'à ce que la couleur
bleue de la solution disparaisse
- Observer la surface de la poudre de fer
- Verser quelques gouttes de soude dans la solution.
Solution de sulfate de cuivre: (Cu2+ ; SO42-)
Poudre de fer:
Fe
 Observations
- La solution devient verdâtre et on observe un
dépôt de cuivre
- En versant de la soude dans le
tube, en fin de réaction, on obtient
un précipité de couleur verte
- La réaction a donc produit des ions Fe2+
 Equation de la réaction
Mélange réactionnel :
SO42-, Cu2+, Fe
Réactifs :
Cu2+, Fe
Espèces indifférentes :
SO42-
Produits :
Cu, Fe2+
Equation de la réaction
Cu2+ + Fe  Cu + Fe2+
 Interprétation de la réaction
Cu2+ + Fe  Cu + Fe2+
Fe  Fe2+ + 2 eCu2+ + 2 e-  Cu
Fe + Cu2+  Fe2+ + Cu
L’atome Fe perd 2
électrons pour
donner Fe2+
Un ion Cu2+ a
gagné 2 électrons
pour donner Cu
Toute réaction chimique mettant en jeu un
transfert d’électrons est appelée réaction
d’oxydoréduction
Au cours d’une réaction d’oxydoréduction:
- le réactif qui perd des électrons est appelé
réducteur : on dit qu’il s’oxyde
- le réactif qui gagne des électrons est appelé
oxydant : on dit qu’il se réduit
Un couple oxydant/réducteur OX/RED est
l’association d’un oxydant et d »un réducteur du
même élément chimique
Fe  Fe2+ + 2 eCu2+ + 2 e-  Cu
OXYDATION
REDUCTION
Cu2+ + Fe  Cu + Fe2+
Le fer est un ...................;
réducteur il a été ..............
oxydé en ion
Fe2+ , lors d'une réaction ....................
d’oxydation
L’ion Cu2+ est un ................
oxydant ; il a été .............
réduit en
cuivre , lors d'une réaction de
..................
réduction
2 couples oxydant/réducteur
Fe2+/Fe
Cu2+/Cu
 EXP3
- Plongeons un fil de cuivre dans un tube à essai
contenant une solution concentrée de nitrate
d'argent.
Solution de nitrate d’argent: (Ag+ ; NO3-)
Fil de cuivre: Cu
 Observations
- Il se forme des paillettes d’argent sur
le fil de cuivre
- La solution devient bleue; la réaction a donc
produit des ions Cu2+
 Equation de la réaction
Mélange réactionnel :
NO3-, Ag+, Cu
Réactifs :
Ag+, Cu
Espèces indifférentes :
NO3-
Produits :
Ag , Cu2+
Equation de la réaction
2 Ag+ + Cu  Cu2+ + 2 Ag
 Interprétation de la réaction
2 Ag+ + Cu  2 Ag + Cu2+
+2
Cu 
Ag+ + e-  Ag (X 2)
Cu2+
e-
Cu + 2 Ag+  Cu2+ + 2 Ag
Un ion Ag+ a gagné 1
électron pour donner Ag
L’atome Cu perd 2
électrons pour
donner Cu2+
Cu  Cu2+ + 2 eAg+ + e-  Ag (X 2)
OXYDATION
REDUCTION
2 Ag+ + Cu  2 Ag + Cu2+
Le cuivre est un ...................;
réducteur il a été ..............
oxydé en ion
Cu2+ , lors d'une réaction ....................
d’oxydation
L’ion Ag+ est un ................
oxydant ; il a été .............
réduit en
argent , lors d'une réaction ..................
de réduction
2 couples oxydant/réducteur
Cu2+/Cu
Ag+/Ag
 EXP4
- Dans un tube à essai, introduire un peu de
poudre de fer et ajouter un peu d’acide
chlorhydrique
- Poser un bouchon sur le tube pendant quelques
secondes puis approcher une allumette près de
l’ouverture du tube
- Apres quelques minutes, introduire quelques
gouttes de soude dans le tube.
Acide chlorhydrique: (H+ ; Cl-)
Poudre de fer:
Fe
 Observations
- On observe une effervescence; il y a donc
dégagement d’un gaz
- Ce gaz détonne en présence d’une allumette
C’est du dihydrogène
- En versant de la soude dans le tube, en fin de
réaction, on obtient un précipité de couleur verte
- La réaction a donc produit des ions Fe2+
 Equation de la réaction
Mélange réactionnel :
H+, Cl-, Fe
Réactifs :
H+, Fe
Espèces indifférentes :
Cl-
Produits :
H2 , Fe2+
Equation de la réaction
2 H+ + Fe  H2 + Fe2+
 Interprétation de la réaction
2 H+ + Fe  H2 + Fe2+
Fe  Fe2+ + 2 e2 H+ + 2 e-  H2
Fe + 2 H+  Fe2+ + H2
L’atome Fe perd 2
électrons pour donner
Fe2+
2 ions H+ gagnent 2
électrons pour donner H2
Fe  Fe2+ + 2 e2 H+ + 2 e-  H2
OXYDATION
REDUCTION
Fe + 2 H+  Fe2+ + H2
Le fer est un ...................;
réducteur il a été ..............
oxydé en ion
Fe2+ , lors d'une réaction ....................
d’oxydation
L’ion H+ est un ................
oxydant ; il a été .............
réduit en
molécule H2 , lors d'une réaction ..................
de réduction
2 couples oxydant/réducteur
Fe2+/Fe
H+/H2
 EXP5
- Dans un tube à essai, introduire un peu de
grenaille d’aluminium et ajouter un peu d’acide
chlorhydrique
- Poser un bouchon sur le tube pendant quelques
secondes puis approcher une allumette près de
l’ouverture du tube
H+/H2
Al3+/Al
 Equation de la réaction
Mélange réactionnel :
H+, Cl-, Al
Réactifs :
H+, Al
Espèces indifférentes :
Cl-
Produits :
H2 , Al3+
Al  Al3+ + 3 e2 H+ + 2 e-  H2
X2
X3
2 Al + 6 H+  2 Al3+ + 3 H2
Al3+/Al
H+/H2
Les piles au laboratoire
▪ Une pile permet de convertir de l’énergie chimique en
énergie électrique ; l’énergie chimique mise en jeu provient
d’une transformation chimique
▪ Une pile est
constituée de
deux
compartiments
(les demi-piles).
électrode
pont salin
paroi poreuse
électrolyte
demi pile
▪ Chaque demi-pile comporte une électrode en métal,
plongeant dans une substance conductrice qui contient des
ions (un électrolyte).
▪ Les deux compartiments sont reliés par une jonction
assurant le passage des ions
▪ La jonction
entre demi-piles
peut être réalisée
par
l’intermédiaire
d’un pont salin,
électrode
pont salin
paroi poreuse
électrolyte
demi pile
constitué d’un tube rempli d’une solution gélifiée contenant
des ions susceptibles de se déplacer, ou par une paroi
poreuse permettant le passage des ions de l’électrolyte.
▪ La surface des électrodes est le siège de la
transformation chimique mettant en jeu un transfert
d’électrons :
Au pole négatif ( = ...........)
anode
électrons sont produits au cours d’une réaction
..............
oxydation
des
les électrons circulent ensuite dans le circuit extérieur
puis arrivent à l’électrode positive
Au pole positif ( = cathode
.............)
les électrons sont consommés au cours d’une
réaction de ................
réduction
▪ La pile Daniell (ou pile cuivre-zinc) est constituée de
deux demi-piles : l’une formée d’une plaque de cuivre
plongée dans une solution de sulfate de cuivre, et l’autre
d’une plaque de zinc plongée dans une solution de
sulfate de zinc
http://www.ostralo.net/3_animations/swf/pile.swf
e-
A
e-
NH4+
anode
COM
I
e-
I
I >0
I
NO3-
+ cathode
2 e-
2 eCu(s)
Zn(s)
Zn
Zn2+
Zn → Zn2+ + 2 e2Zn2+ (aq) + SOoxydation
4 (aq)
Cu
Cu 2+
Cu2+ + 2 e- → Cu
Cu2+ (aq) + SO42- (aq)
réduction
Pole négatif
- Le zinc s’oxyde Zn → Zn2+ + 2 e- Le zinc est consommé.
- Les ions Zn2+ passent en solution
- Les électrons libérés se déplacent
vers l'autre électrode, par les
conducteurs du "circuit extérieur".
Pole positif
- Les ions cuivre se réduisent
Cu2+ + 2 e- → Cu
- Les ions Cu2+ de l’électrolyte sont consommés
- Du cuivre métallique se forme sur l’électrode
équation de la réaction lorsque la pile fonctionne
Zn → Zn2+ + 2 eCu2+ + 2 e- → Cu
Zn + Cu2+ → Zn2+ + Cu