Les équilibres d ’oxydo-réduction
De nombreuses réactions observées dans la vie courante mettent en jeu des transferts
d’électrons entre espèces - la respiration, par exemple.
1. Définitions : oxydant et réducteur
Les réactions d’oxydo-réduction, aussi appelées plus simplement réactions redox,
consistent en un échange d ’électrons entre une espèce appelée réducteur et une espèce
appelée oxydant. Par définition :
• un oxydant est une espèce susceptible d’accepter un ou plusieurs électrons ;
• un réducteur est une espèce susceptible de céder un ou plusieurs électrons.
Lorsqu’un oxydant accepte un ou plusieurs électrons, il se transforme alors en
réducteur. A l’inverse, un réducteur qui cède un ou plusieurs électrons se transforme en
oxydant. On définit ainsi un couple oxydant/réducteur, aussi appelé couple redox, au
sein duquel des électrons sont transférés. Ce couple est généralement noté Ox/Red, où
Ox représente l’oxydant et Red le réducteur.
L’échange d ’électrons dans un couple redox est symbolisé par :
Ox + n& ~
Red
( 1)
où n représente le nombre d ’électrons échangés au sein du couple et e“ l’électron.
Cet échange d’électrons dans un couple redox est généralement appelé demi-équation
redox.
Le sens direct de la réaction (1), correspondant à la formation du réducteur, s’appelle
une réduction, tandis que le sens indirect, correspondant à la formation de l’oxydant,
s’appelle oxydation.
Fe^'VFe^^est un couple redox, sa demi-équation s’écrit :
Fe^'^+ e~ ^ Fe^"^
T J
O
c
D
û
«JD
t H
O
f N J
X I
OJ
>Q .
O
U
Les espèces pouvant jouer soit le rôle d’oxydant soit le rôle de réducteur sont appelés
ampholytes.
Par exemple, en notant A F ampholyte :
Ox, + m" ^ A
A + ne~ ^ Redj
C ’est le cas par exemple du cation Fe-^qui joue le rôle de réducteur dans le couple
Fe^VFe^+ et celui d’oxydant dans le couple Fe-VFe,^,,.
Contrairement à d ’autres types de réactions d ’échange de particules, telles que les
réactions acide/base (échange de protons) ou de complexation (échange de ligands),
la particule échangée dans les réactions redox, l’électron, n’existe pas à l’état libre en
solution aqueuse. D ’où proviennent les électrons nécessaires à la réduction, et, de la
même façon, où passent par exemple les électrons issus de l’oxydation ? Deux voies
permettent de réaliser ces réactions de transfert d ’électrons :
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De nombreuses réactions observées dans la vie courante mettent en jeu des transferts
d’électrons entre espèces - la respiration, par exemple.
1. Définitions : oxydant et réducteur
Les réactions d’oxydo-réduction, aussi appelées plus simplement réactions redox,
consistent en un échange d ’électrons entre une espèce appelée réducteur et une espèce
appelée oxydant. Par définition :
• un oxydant est une espèce susceptible d’accepter un ou plusieurs électrons ;
• un réducteur est une espèce susceptible de céder un ou plusieurs électrons.
Lorsqu’un oxydant accepte un ou plusieurs électrons, il se transforme alors en
réducteur. A l’inverse, un réducteur qui cède un ou plusieurs électrons se transforme en
oxydant. On définit ainsi un couple oxydant/réducteur, aussi appelé couple redox, au
sein duquel des électrons sont transférés. Ce couple est généralement noté Ox/Red, où
Ox représente l’oxydant et Red le réducteur.
L’échange d ’électrons dans un couple redox est symbolisé par :
Ox + n& ~
Red
( 1)
où n représente le nombre d ’électrons échangés au sein du couple et e“ l’électron.
Cet échange d’électrons dans un couple redox est généralement appelé demi-équation
redox.
Le sens direct de la réaction (1), correspondant à la formation du réducteur, s’appelle
une réduction, tandis que le sens indirect, correspondant à la formation de l’oxydant,
s’appelle oxydation.
Fe^'VFe^^est un couple redox, sa demi-équation s’écrit :
Fe^'^+ e~ ^ Fe^"^
T J
O
c
D
û
«JD
t H
O
f N J
X I
OJ
>Q .
O
U
Les espèces pouvant jouer soit le rôle d’oxydant soit le rôle de réducteur sont appelés
ampholytes.
Par exemple, en notant A F ampholyte :
Ox, + m" ^ A
A + ne~ ^ Redj
C ’est le cas par exemple du cation Fe-^qui joue le rôle de réducteur dans le couple
Fe^VFe^+ et celui d’oxydant dans le couple Fe-VFe,^,,.
Contrairement à d ’autres types de réactions d ’échange de particules, telles que les
réactions acide/base (échange de protons) ou de complexation (échange de ligands),
la particule échangée dans les réactions redox, l’électron, n’existe pas à l’état libre en
solution aqueuse. D ’où proviennent les électrons nécessaires à la réduction, et, de la
même façon, où passent par exemple les électrons issus de l’oxydation ? Deux voies
permettent de réaliser ces réactions de transfert d ’électrons :
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