Réactions d'oxydo-réduction

Les oxydants et les réducteurs

Définition

Une réaction d’oxydo-réduction met en jeu des transferts d’électrons entre un oxydant et un réducteur.

Un oxydant, noté Ox, est une entité chimique capable de capter un ou plusieurs électrons.

Un réducteur, noté Red, est une entité chimique capable de céder un ou plusieurs électrons.

Définition

Les oxydants et les réducteurs ne sont pas seuls, ils sont en couple.

Un oxydant et un réducteur sont dits conjugués et forment alors un couple oxydant/réducteur, noté

Ox/Red

, s’ils peuvent être reliés

par une demi-équation électronique telle que :

Ox+ne^-\rightleftarrows Red

Le nombre d’électrons est noté $n$ .

Exemple

Le couple $Cu^{2+}/Cu$ donne la demi-équation électronique :

Cu^{2+}+2e^-\rightleftarrows Cu

Le couple $I_2/I^-$ donne la demi-équation électronique :

I_2+2e^-\rightleftarrows 2I^-

Définition

Le passage de l’oxydant à son réducteur conjugué est une réduction.

Le passage du réducteur à son oxydant conjugué est une oxydation.

On dit que l’oxydant est réduit en son réducteur conjugué tandis que le réducteur est oxydé en son oxydant conjugué.

Exemple

Oxydation de l’Aluminium : $Al(s)\rightarrow Al^{3+}+3e^{-}$

Réduction du Zinc II : $Zn^{2+}+2e^{-} \rightarrow Zn(s)$

Remarque

Pour les cas simples comme les métaux, la demi-équation électronique se fait en une seule étape.

Pour les cas plus complexes, il est nécessaire de faire trois étapes.

Exemple

Prenons l’exemple avec le couple $Cr_2O_7^{2-}/Cr^{3+}$ :

Etape 1 : on écrit les deux espèces conjuguées et on équilibre les éléments autres que $H$ et $O$ :

Cr_2O_7^{2-} \rightleftarrows 2Cr^{3+}

Étape 2 : on équilibre les oxygènes avec un ajout d’eau ( $H_2O$ ) :

Cr_2O_7^{2-} \rightleftarrows 2Cr^{3+}+7H_2O

Étape 3 : on équilibre les hydrogènes avec un ajout d’ion $H^+$ :

Cr_2O_7^{2-}+14H^+ \rightleftarrows 2Cr^{3+}+7H_2O

Étape 4 : on équilibre les charges avec des électrons (ici on a 6 charges positives de part et d'autre) :

Cr_2O_7^{2-}+14H^++6e^-\rightleftarrows 2Cr^{3+}+7H_2O

Les états physiques doivent être précisés, on a donc :

Cr_2O_7^{2-}(aq)+14H^+(aq)+6e^- \rightleftarrows 2Cr^{3+}(aq)+7H_2O(l)

Les réactions d’oxydoréduction

Définition

Une réaction d’oxydo-réduction est la réaction entre l’oxydant d’un couple et le réducteur d’un autre couple.

Le réducteur en présence va transférer des électrons à l’oxydant.

L’équation d’oxydo-réduction est faite en combinant les deux demi-équations des couples.

Dans l’équation d’oxydo-réduction, il ne doit plus y avoir d’électrons, pour cela il faudra faire en sorte que les électrons échangés soient égaux en nombre dans les deux demi-équations.

Exemple

Exemple de la réaction entre les ions $Ag+$ et les atomes $Cu$ des couples $Ag^+/Ag$ et $Cu^{2+}/Cu$ :

Étape 1 : on écrit les deux demi-équations avec les réactifs à gauche :

Oups, cette equation ne s'affiche pas correctement...

Ag+1e^- \rightleftarrows Ag^+

Étape 2 : on combine les demi-équations de telle sorte que le nombre d’électrons cédés soit le même que celui d’électrons captés :

Cu \rightleftarrows Cu^{2+}+2e^- \text{(x1)}

Ag+1e^- \rightleftarrows Ag^+ \text{ (x2)}

\text{Soit : } Cu+2Ag^++2e^- \rightarrow Cu^{2+}+2e^-+2Ag

Étape 3 : on enlève les électrons de l’équations puisqu’il y en a autant en réactifs et en produits :

Cu(s)+2Ag^+(aq) \rightarrow Cu^{2+}(aq)+2Ag(s)

Réactions d'oxydo-réduction

Les oxydants et les réducteurs

Définition

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Exemple

Définition

Exemple

Remarque

Exemple

Les réactions d’oxydoréduction

Définition

Exemple

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