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“MPSI-fin” — 2013/7/22 — 9:45 — page 527 — #535
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GÉNÉRALITÉS SUR L’OXYDORÉDUCTION
+II. Le fer a subi une oxydation et le manganèse une réduction. Concernant le fer, la variation
du nombre d’oxydation est égale à 1, la demi-équation s’équilibre très simplement par :
Fe
2+
=
Fe
3+
+ e
− .
Pour le manganèse la variation du nombre d’oxydation vaut 5, il y a donc 5 électrons échangés par ion permanganate réduit. Il reste à équilibrer les charges (avec des ions H + ) et les
atomes d’oxygène (avec des molécules d’eau H 2 O) pour obtenir :
MnO
−
4
+ 8 H
+
+ 5 e
−
=
Mn
2+
+ 4 H 2 O.
Il convient de multiplier par 5 la première demi-équation d’oxydoréduction pour obtenir
l’équation d’oxydoréduction sous la forme :
MnO
−
4
+ 8 H
+
+ 5 Fe
2+
=
Mn
2+
+ 4 H 2 O + 5 Fe
3+ .
Attention aux situations dans lesquelles oxydant et réducteur d’un couple oxydantréducteur ne contiennent pas le même nombre d’atome subissant l’échange électronique. Dans le couple Cr 2 O
2–
7 /Cr
3+ le nombre d’oxydation du chrome est égal à
+VI dans l’ion dichromate Cr 2 O
2–
7 (l’oxygène est au nombre d’oxydation −II) et
est égal à +III dans l’ion Cr
3+ . Comme la réduction d’un ion dichromate Cr 2 O
2–
7
fournit deux ions Cr
3+ , le nombre d’électrons échangé pour cette réduction est alors
égal à 2 × (6 − 3) = 6 électrons.
Nombres d’oxydation de dérivés de l’uranium
Déterminer le nombre d’oxydation de chacun des atomes dans : UO 2 , UO 3 , U 3 O 8
Réponse :
Dans le cas du dioxyde d’uranium UO 2 ou du trioxyde d’uranium UO 3 , le nombre d’oxydation relatif à chacun des atomes d’oxygène vaut n.o.(O) = −II. En conséquence le nombre
d’oxydation relatif à l’uranium vaut +IV dans le cas de UO 2 et +VI dans le cas de UO 3 . La
réaction qui permettra la transformation du dioxyde d’uranium en trioxyde d’uranium est
une réaction d’oxydoréduction (précisément une oxydation).
Dans le cas de l’oxyde U 3 O 8 , nous obtenons un nombre d’oxydation de l’uranium fractionnaire, égal à 16/3. Ceci signifie que les différents atomes d’uranium ne sont pas au même
nombre d’oxydation (16/3 est un nombre d’oxydation moyen). Il s’agit d’un oxyde dit à
valence mixte. Dans les oxydes courants comme UO 2 ou UO 3 , l’uranium est au nombre
d’oxydation +IV ou +VI. On peut raisonnablement penser qu’il en est de même dans U 3 O 8
qui contient deux atomes d’uranium de nombre d’oxydation +VI et un atome d’uranium de
nombre d’oxydation +IV.
Exercice résolu
527
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GÉNÉRALITÉS SUR L’OXYDORÉDUCTION
+II. Le fer a subi une oxydation et le manganèse une réduction. Concernant le fer, la variation
du nombre d’oxydation est égale à 1, la demi-équation s’équilibre très simplement par :
Fe
2+
=
Fe
3+
+ e
− .
Pour le manganèse la variation du nombre d’oxydation vaut 5, il y a donc 5 électrons échangés par ion permanganate réduit. Il reste à équilibrer les charges (avec des ions H + ) et les
atomes d’oxygène (avec des molécules d’eau H 2 O) pour obtenir :
MnO
−
4
+ 8 H
+
+ 5 e
−
=
Mn
2+
+ 4 H 2 O.
Il convient de multiplier par 5 la première demi-équation d’oxydoréduction pour obtenir
l’équation d’oxydoréduction sous la forme :
MnO
−
4
+ 8 H
+
+ 5 Fe
2+
=
Mn
2+
+ 4 H 2 O + 5 Fe
3+ .
Attention aux situations dans lesquelles oxydant et réducteur d’un couple oxydantréducteur ne contiennent pas le même nombre d’atome subissant l’échange électronique. Dans le couple Cr 2 O
2–
7 /Cr
3+ le nombre d’oxydation du chrome est égal à
+VI dans l’ion dichromate Cr 2 O
2–
7 (l’oxygène est au nombre d’oxydation −II) et
est égal à +III dans l’ion Cr
3+ . Comme la réduction d’un ion dichromate Cr 2 O
2–
7
fournit deux ions Cr
3+ , le nombre d’électrons échangé pour cette réduction est alors
égal à 2 × (6 − 3) = 6 électrons.
Nombres d’oxydation de dérivés de l’uranium
Déterminer le nombre d’oxydation de chacun des atomes dans : UO 2 , UO 3 , U 3 O 8
Réponse :
Dans le cas du dioxyde d’uranium UO 2 ou du trioxyde d’uranium UO 3 , le nombre d’oxydation relatif à chacun des atomes d’oxygène vaut n.o.(O) = −II. En conséquence le nombre
d’oxydation relatif à l’uranium vaut +IV dans le cas de UO 2 et +VI dans le cas de UO 3 . La
réaction qui permettra la transformation du dioxyde d’uranium en trioxyde d’uranium est
une réaction d’oxydoréduction (précisément une oxydation).
Dans le cas de l’oxyde U 3 O 8 , nous obtenons un nombre d’oxydation de l’uranium fractionnaire, égal à 16/3. Ceci signifie que les différents atomes d’uranium ne sont pas au même
nombre d’oxydation (16/3 est un nombre d’oxydation moyen). Il s’agit d’un oxyde dit à
valence mixte. Dans les oxydes courants comme UO 2 ou UO 3 , l’uranium est au nombre
d’oxydation +IV ou +VI. On peut raisonnablement penser qu’il en est de même dans U 3 O 8
qui contient deux atomes d’uranium de nombre d’oxydation +VI et un atome d’uranium de
nombre d’oxydation +IV.
Exercice résolu
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