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“MPSI-fin” — 2013/7/22 — 9:45 — page 519 — #527
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GÉNÉRALITÉS SUR L’OXYDORÉDUCTION
Notons que les couples H 2 O/H 2 (g) et H + /H 2 (g) ne sont qu’un seul et même couple
oxydant-réducteur.
• Couple O 2 (g)/H 2 O où elle joue le rôle de forme réduite. La demi-équation associée s’écrit :
O 2 (g) + 4 H
+
+ 4 e
−
=
2 H 2 O.
Réaction d’oxydoréduction
Une réaction d’oxydoréduction est une réaction d’échange électronique entre le donneur
d’un couple et l’accepteur d’un autre couple. Ce transfert électronique peut être décomposé
en deux demi-équations ne faisant intervenir qu’un seul couple à chaque fois. Traditionnellement une réaction d’oxydoréduction prend la forme :
a Ox 1 + b Red 2
=
a Red 1 + b Ox 2
(engageant les couples Ox 1 /Red 1 et Ox 2 /Red 2 ). Ainsi lorsqu’une lame de zinc est placée
dans une solution contenant des ions Cu
2+ (bleue), un dépôt de cuivre métallique apparaît sur
la lame et un affaiblissement de la teinte bleue est observé. Cette observation est expliquée
par la réaction d’oxydoréduction :
Cu
2+
+ Zn (s)
=
Cu (s) + Zn
2+ .
Cette réaction est décomposable en deux demi-réactions :
Cu
2+
+ 2 e
−
=
Cu (s)
et :
Zn (s)
=
Zn
2+
+ 2 e
− .
Les électrons ne possèdent qu’une très faible durée de vie en solution aqueuse : le transfert de
charge en solution est assuré par l’intermédiaire d’ions. Le processus d’échange électronique
reste localisé à l’interface métal/solution.
Exemples à connaître
Quelques oxydants classiques sont fréquemment utilisés :
• ion permanganate MnO
–
4 (intervenant dans le couple MnO
–
4 /Mn 2+ )
• ion dichromate Cr 2 O
2–
7 (couple Cr 2 O
2–
7 /Cr
3+ )
• peroxyde d’hydrogène (eau oxygénée) H 2 O 2 (couple H 2 O 2 /H 2 O)
• dichlore Cl 2 (g) (couple Cl 2 (g)/Cl
– ).
• ion hypochlorite ClO
– (couple ClO
– /Cl
– ). L’ion hypochlorite est la base conjuguée de
l’acide hypochloreux HClO, il est l’un des constituants de l’eau de JAVEL.
Quelques réducteurs fréquents :
• sodium métallique Na(s) (couple Na + /Na(s), il s’agit d’un réducteur puissant)
• magnésium métallique Mg(s) (couple Mg 2+ /Mg(s), il s’agit d’un réducteur puissant)
• ion thiosulfate S 2 O
2–
3 (couple S 4 O
2–
6 /S 2 O
2–
3 ).
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GÉNÉRALITÉS SUR L’OXYDORÉDUCTION
Notons que les couples H 2 O/H 2 (g) et H + /H 2 (g) ne sont qu’un seul et même couple
oxydant-réducteur.
• Couple O 2 (g)/H 2 O où elle joue le rôle de forme réduite. La demi-équation associée s’écrit :
O 2 (g) + 4 H
+
+ 4 e
−
=
2 H 2 O.
Réaction d’oxydoréduction
Une réaction d’oxydoréduction est une réaction d’échange électronique entre le donneur
d’un couple et l’accepteur d’un autre couple. Ce transfert électronique peut être décomposé
en deux demi-équations ne faisant intervenir qu’un seul couple à chaque fois. Traditionnellement une réaction d’oxydoréduction prend la forme :
a Ox 1 + b Red 2
=
a Red 1 + b Ox 2
(engageant les couples Ox 1 /Red 1 et Ox 2 /Red 2 ). Ainsi lorsqu’une lame de zinc est placée
dans une solution contenant des ions Cu
2+ (bleue), un dépôt de cuivre métallique apparaît sur
la lame et un affaiblissement de la teinte bleue est observé. Cette observation est expliquée
par la réaction d’oxydoréduction :
Cu
2+
+ Zn (s)
=
Cu (s) + Zn
2+ .
Cette réaction est décomposable en deux demi-réactions :
Cu
2+
+ 2 e
−
=
Cu (s)
et :
Zn (s)
=
Zn
2+
+ 2 e
− .
Les électrons ne possèdent qu’une très faible durée de vie en solution aqueuse : le transfert de
charge en solution est assuré par l’intermédiaire d’ions. Le processus d’échange électronique
reste localisé à l’interface métal/solution.
Exemples à connaître
Quelques oxydants classiques sont fréquemment utilisés :
• ion permanganate MnO
–
4 (intervenant dans le couple MnO
–
4 /Mn 2+ )
• ion dichromate Cr 2 O
2–
7 (couple Cr 2 O
2–
7 /Cr
3+ )
• peroxyde d’hydrogène (eau oxygénée) H 2 O 2 (couple H 2 O 2 /H 2 O)
• dichlore Cl 2 (g) (couple Cl 2 (g)/Cl
– ).
• ion hypochlorite ClO
– (couple ClO
– /Cl
– ). L’ion hypochlorite est la base conjuguée de
l’acide hypochloreux HClO, il est l’un des constituants de l’eau de JAVEL.
Quelques réducteurs fréquents :
• sodium métallique Na(s) (couple Na + /Na(s), il s’agit d’un réducteur puissant)
• magnésium métallique Mg(s) (couple Mg 2+ /Mg(s), il s’agit d’un réducteur puissant)
• ion thiosulfate S 2 O
2–
3 (couple S 4 O
2–
6 /S 2 O
2–
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