Réaction d'oxydo-réduction
 

I. Exemple de réaction d'oxydo-réduction (ou réaction rédox).

1. Réalisation de la transformation chimique.

On immerge de la paille fer dans une solution de sulfate de cuivre (II).

2. Caractérisation des produits formés.

3. Interprétation de la transformation chimique.

Au cours de cette transformation

    On écrira:

    Fe(s) = Fe2+(aq) + 2e-

    On écrira:

    Cu2+(aq) + 2e-= Cu(s)

 

Fe(s)

  =  

Fe2+(aq) + 2e-

 

 

 

 

 

Cu2+(aq) + 2e-

  =  

Cu(s)

 


 

Fe(s) + Cu2+(aq)

    

Fe2+(aq) + Cu(s)

Au cours de cette transformation le réducteur Fe(s) est oxydé et l'oxydant Cu2+(aq) est réduit.

II. Généralisation: théorie des oxydants et des réducteurs.

1. Définitions et exemples.

1.1 Les réducteurs.

Un réducteurs est une espèce susceptible de donner un ou plusieurs électron(s).

par exemple:

1.2 Les oxydants.

Un oxydant est une espèce susceptible de capter un ou plusieurs électron(s).

Par exemple:

1.3 Remarques.

2. Couple oxydant / réducteur ou couple rédox.

2.1 définition.

Un couple oxydant / réducteur est l'ensemble formé par un oxydant et un réducteur qui se correspondent dans la même demi-équation rédox.

2.2 Exemples.

Les exemples suivants sont à connaître.
 

Couple

Oxydant

Réducteur

Demi-équation rédox

H+(aq) / H2(g)

ion hydrogène (aq)

dihydrogène

2H+(aq) + 2e- = H2(g)

Mn+(aq) / M(s)

cation métallique

métal

Mn+(aq) + ne- = M(s)

Fe3+(aq) / Fe2+(aq)

ion fer (III)

ion fer (II)

Fe3+(aq) + e- = Fe2+(aq)

MnO4-(aq) / Mn2+(aq)

ion permanganate

ion manganèse (II)

MnO4-(aq) + 5e- + 8H+(aq) = Mn2+(aq) + 4H2O

I2(aq) / I-(aq)

diiode (aq)

ion iodure

I2(aq) + 2e- = 2I-(aq)

S4O62-(aq) / S2O32-(aq)

ion tétrathionate

ion thiosulfate

S4O62-(aq) + 2e- = 2S2O32-(aq)

2.3 Situation des oxydants et des réducteurs dans le tableau périodique des éléments.

III. Réaction d'oxydoréduction (ou réaction rédox).

1. Demi-équations d'oxydoréduction.

L'écriture des demi-équations rédox est fondée sur les lois de conservation des éléments et des charges électriques.

1.1 Premier exemple.

On considère le couple Fe3+(aq) / Fe2+(aq) et l'on veut écrire la demi-équation rédox correspondante.
 

On écrit:

  Fe3+(aq)      = Fe2+(aq)  

 

 

Les éléments sont équilibrés. Il faut équilibrer les charges.    
On utilise les électrons.

  Fe3+(aq) + e-= Fe2+(aq)  

1.2 Deuxième exemple.

On considère le couple MnO4-(aq) / Mn2+(aq) et l'on veut écrire la demi-équation d'oxydoréduction correspondante.
 

On écrit:

  MnO4-(aq)                        = Mn2+(aq)

 

 

L'élément manganèse est équilibré.
Il faut équilibrer l'élément oxygène.
En milieu aqueux cela se fait avec l'eau.

  MnO4-(aq)                        = Mn2+(aq) + 4H2O

 

 

Il faut équilibrer l'élément hydrogène
introduit par l'eau.
En milieu acide on utilise H+(aq) (ou H3O+)    

  MnO4-(aq) + 8H+(aq)          = Mn2+(aq) + 4H2O

 

 

Il reste à équilibrer les charges électriques.
On utilise pour cela les électrons.

  MnO4-(aq) + 8H+(aq) + 5e- = Mn2+(aq) + 4H2O  

2.Les réactions d'oxydoréduction.

Une réaction d'oxydoréduction met en jeu deux couple rédox. Elle consiste en un transfère d'un ou plusieurs électron(s) du réducteur de l'un des couples à l'oxydant de l'autre couple.

Tous les électrons cédés par le réducteur du premier couple sont captés par l'oxydant du deuxième couple. Par conséquent il n'apparaît aucun électron dans l'équation de la réaction.

On écrira:
 

 

réducteur 1

  =  

oxydant 1 + n1e-

(x n2)

 

 

 

 

 

 

oxydant 2 + n2e-

  =  

réducteur 2

(x n1)

 


 

 

n2.réducteur1 + n1.oxydant 2

    

n2.oxydant 1 + n1.réducteur 2

 

Par exemple on veut écrire l'équation de l'oxydation des ions fer (II) par les ions permanganate en milieu acide. On écrira:
 

 

  Fe2+(aq)

  =  

Fe3+(aq) + e-

(x 5)

 

 

 

 

 

 

  MnO4-(aq) + 8H+(aq) + 5e-

  =  

Mn2+(aq) + 4H2O

(x 1)

 


 

 

  5Fe2+(aq) + MnO4-(aq) + 8H+(aq)  

    

  5Fe3+(aq) + Mn2+(aq) + 4H2O  

 

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