S o l u t i o n
1. Cu
2+
(aq) + 2e
−
= Cu (s) : la conservation de l’élément cuivre Cu est assurée ; il en est
de même de la conservation de la charge électrique.
2. Pour le couple NO
−
3(aq) / NO (g) , la présence de l’élément oxygène oblige à appliquer
la méthode suivante avec, à chaque étape, une écriture non définitive :
• Conservation de l’élément N : NO
−
3(aq) = NO (g)
• Conservation de l’élément O : on ajoute autant de molécules H 2 O qu’il y a d’éléments oxygène manquants.
NO
−
3(aq) = NO (g) + 2H 2 O (l)
• Conservation de l’élément H : on ajoute autant d’ions H
+
(aq) que d’éléments hydrogène manquant, si le milieu est acide.
NO
−
3(aq) + 4H
+
(aq) = NO (g) + 2H 2 O (l)
• Conservation de la charge électrique : on ajoute le nombre d’électrons nécessaires
du côté de l’oxydant NO
−
3(aq) .
NO
−
3(aq) + 4H
+
(aq) + 3e
−
= NO (g) + 2H 2 O (l)
C’est l’écriture définitive de la demi-équation électronique.
3. D’après les valeurs des potentiels standards des deux couples, l’oxydant le plus fort
est l’ion NO
−
3 et le réducteur le plus fort est le cuivre métallique Cu. Donc, NO
−
3 est
réduit et Cu est oxydé.
Réduction : NO
−
3(aq) + 4H
+
(aq) + 3e
−
= NO (g) + 2H 2 O (l)
× 2
Oxydation : Cu (s) = Cu
2+
(aq) + 2e
−
× 3
Pour ne pas faire figurer d’électrons dans l’équation-bilan de la réaction, on applique
les coefficients multiplicateurs indiqués ci-dessus pour chaque demi-équation, ce qui
permet d’écrire :
2 NO
−
3 (aq) + 3 Cu (s) + 8 H
+
(aq) −→ 2 NO (g) + 3 Cu
2+
(aq) + 4 H 2 O (1)
Pour la réduction :
NO
−
3 (aq) + 4 H
+
(aq) + 3 e
−
= NO (g) + 2 H 2 O (1) 1/2 G
0
1 = −3F × E
0
NO
−
3
/NO
Pour l’oxydation :
Cu (s) = Cu
2+
(aq) + 2 e
−
1/2 G
0
2 = +2F × E
0
Cu 2+ /Cu
Pour la réaction étudiée, r G
0
= (3 × 1/2 G
0
2 ) + (2 × 1/2 G
0
1 ) c’est-à-dire :
r G
0
= 6F × (E
0
Cu 2+ /Cu
− E
0
NO
−
3
/NO
) = −359 kJ.mol
−1
<< 0 : la réaction envisagée
est bien spontanée dans le sens direct.
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F I C H E 1 5 – I n t r o d u c t i o n à l ’ o x y d o - r é d u c t i o n
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
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1. Cu
2+
(aq) + 2e
−
= Cu (s) : la conservation de l’élément cuivre Cu est assurée ; il en est
de même de la conservation de la charge électrique.
2. Pour le couple NO
−
3(aq) / NO (g) , la présence de l’élément oxygène oblige à appliquer
la méthode suivante avec, à chaque étape, une écriture non définitive :
• Conservation de l’élément N : NO
−
3(aq) = NO (g)
• Conservation de l’élément O : on ajoute autant de molécules H 2 O qu’il y a d’éléments oxygène manquants.
NO
−
3(aq) = NO (g) + 2H 2 O (l)
• Conservation de l’élément H : on ajoute autant d’ions H
+
(aq) que d’éléments hydrogène manquant, si le milieu est acide.
NO
−
3(aq) + 4H
+
(aq) = NO (g) + 2H 2 O (l)
• Conservation de la charge électrique : on ajoute le nombre d’électrons nécessaires
du côté de l’oxydant NO
−
3(aq) .
NO
−
3(aq) + 4H
+
(aq) + 3e
−
= NO (g) + 2H 2 O (l)
C’est l’écriture définitive de la demi-équation électronique.
3. D’après les valeurs des potentiels standards des deux couples, l’oxydant le plus fort
est l’ion NO
−
3 et le réducteur le plus fort est le cuivre métallique Cu. Donc, NO
−
3 est
réduit et Cu est oxydé.
Réduction : NO
−
3(aq) + 4H
+
(aq) + 3e
−
= NO (g) + 2H 2 O (l)
× 2
Oxydation : Cu (s) = Cu
2+
(aq) + 2e
−
× 3
Pour ne pas faire figurer d’électrons dans l’équation-bilan de la réaction, on applique
les coefficients multiplicateurs indiqués ci-dessus pour chaque demi-équation, ce qui
permet d’écrire :
2 NO
−
3 (aq) + 3 Cu (s) + 8 H
+
(aq) −→ 2 NO (g) + 3 Cu
2+
(aq) + 4 H 2 O (1)
Pour la réduction :
NO
−
3 (aq) + 4 H
+
(aq) + 3 e
−
= NO (g) + 2 H 2 O (1) 1/2 G
0
1 = −3F × E
0
NO
−
3
/NO
Pour l’oxydation :
Cu (s) = Cu
2+
(aq) + 2 e
−
1/2 G
0
2 = +2F × E
0
Cu 2+ /Cu
Pour la réaction étudiée, r G
0
= (3 × 1/2 G
0
2 ) + (2 × 1/2 G
0
1 ) c’est-à-dire :
r G
0
= 6F × (E
0
Cu 2+ /Cu
− E
0
NO
−
3
/NO
) = −359 kJ.mol
−1
<< 0 : la réaction envisagée
est bien spontanée dans le sens direct.
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