788 Chapitre 30
Réactions d’oxydo-réduction
Un diagramme d’existence pour un couple Ox(aq)/Red(s) est l’axe gradué en E, sur lequel
on reporte le potentiel E front et le domaine d’existence du réducteur solide du couple au sein
d’une solution à l’équilibre chimique.
E
[Ox] = c tra
E front
existence de Red
absence de Red
La valeur de la frontière E front dépend du potentiel standard E
◦
Ox/Red et de la concentration
de travail c tra en espèce oxydante.
Dans le cas d’un couple Ox(s)/Red(aq), les domaines d’existence et d’absence de l’espèce
oxydante sont bien sûr inversés.
Définition : Diagramme d’existence
3 Réactions d’oxydo-réduction
Reprenons l’étude de l’éthylotest, afin de retrouver l’équation bilan de la réaction à partir des deux
demi-équations.
• Écrire les deux demi-équations.
• Trouver le facteur multiplicatif de chaque demi-équation pour que le nombre d’électrons
N cédés par le réducteur soit égal au nombre d’électrons captés par l’oxydant.
Cr 2 O
2–
7 + 14 H
+ + 6 e
– = 2 Cr
3+ + 7 H 2 O (×2)
CH 3 CH 2 OH + H 2 O = CH 3 CO 2 H + 4 H
+ + 4 e
– (×3)
Dans ce cas N = 12.
• Sommer membre à membre les deux demi-équations.
3 CH 3 CH 2 OH + 2 Cr 2 O
2–
7 + 16 H
+ = 3 CH 3 CO 2 H + 4 Cr
3– + 11 H 2 O
Méthode 30.5 : Écrire une réaction d’oxydo-réduction
Comment caractériser la fin de la réaction ?
Imaginons une pile hypothétique constituée des couples Ox 1 /Red 1 et Ox 2 /Red 2 branchée sur une
résistance. Les potentiels redox de ces couples à 298 K s’écrivent sous la même forme :
E Oxi/Redi = E
◦
Oxi/Redi +
0,059
n
log
a
αi
Oxi
a
βi
Redi
Dans le cas où E Ox 1 /Red 1 > E Ox 2 /Red 2 , Ox 1 est réduit et Red 2 est oxydé (voir méthode 30.4)
entraînant une diminution de leur concentration et un rapprochement des potentiels des deux
couples. Tant qu’il existe une différence de potentiels entre les deux demi-piles, la pile débite un
courant dans la résistance. Elle cessera de fonctionner dès que les deux potentiels seront égaux.
L’équilibre chimique est atteint lorsque les potentiels des deux couples sont égaux.
Comment savoir si la réaction est thermodynamiquement favorisée ?
Reprenons l’étude de la réaction de l’éthylotest et déterminons sa constante d’équilibre en exploitant l’égalité des potentiels redox à l’équilibre. Notons E
◦
Cr 2 O
2–
7 /Cr
3+ = E
◦
Ox le potentiel standard
partagelivrescpge.blogspot.com
Réactions d’oxydo-réduction
Un diagramme d’existence pour un couple Ox(aq)/Red(s) est l’axe gradué en E, sur lequel
on reporte le potentiel E front et le domaine d’existence du réducteur solide du couple au sein
d’une solution à l’équilibre chimique.
E
[Ox] = c tra
E front
existence de Red
absence de Red
La valeur de la frontière E front dépend du potentiel standard E
◦
Ox/Red et de la concentration
de travail c tra en espèce oxydante.
Dans le cas d’un couple Ox(s)/Red(aq), les domaines d’existence et d’absence de l’espèce
oxydante sont bien sûr inversés.
Définition : Diagramme d’existence
3 Réactions d’oxydo-réduction
Reprenons l’étude de l’éthylotest, afin de retrouver l’équation bilan de la réaction à partir des deux
demi-équations.
• Écrire les deux demi-équations.
• Trouver le facteur multiplicatif de chaque demi-équation pour que le nombre d’électrons
N cédés par le réducteur soit égal au nombre d’électrons captés par l’oxydant.
Cr 2 O
2–
7 + 14 H
+ + 6 e
– = 2 Cr
3+ + 7 H 2 O (×2)
CH 3 CH 2 OH + H 2 O = CH 3 CO 2 H + 4 H
+ + 4 e
– (×3)
Dans ce cas N = 12.
• Sommer membre à membre les deux demi-équations.
3 CH 3 CH 2 OH + 2 Cr 2 O
2–
7 + 16 H
+ = 3 CH 3 CO 2 H + 4 Cr
3– + 11 H 2 O
Méthode 30.5 : Écrire une réaction d’oxydo-réduction
Comment caractériser la fin de la réaction ?
Imaginons une pile hypothétique constituée des couples Ox 1 /Red 1 et Ox 2 /Red 2 branchée sur une
résistance. Les potentiels redox de ces couples à 298 K s’écrivent sous la même forme :
E Oxi/Redi = E
◦
Oxi/Redi +
0,059
n
log
a
αi
Oxi
a
βi
Redi
Dans le cas où E Ox 1 /Red 1 > E Ox 2 /Red 2 , Ox 1 est réduit et Red 2 est oxydé (voir méthode 30.4)
entraînant une diminution de leur concentration et un rapprochement des potentiels des deux
couples. Tant qu’il existe une différence de potentiels entre les deux demi-piles, la pile débite un
courant dans la résistance. Elle cessera de fonctionner dès que les deux potentiels seront égaux.
L’équilibre chimique est atteint lorsque les potentiels des deux couples sont égaux.
Comment savoir si la réaction est thermodynamiquement favorisée ?
Reprenons l’étude de la réaction de l’éthylotest et déterminons sa constante d’équilibre en exploitant l’égalité des potentiels redox à l’équilibre. Notons E
◦
Cr 2 O
2–
7 /Cr
3+ = E
◦
Ox le potentiel standard
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