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26 Oxydo-réduction
Mots clés
Oxydants, réducteurs, équation de Nernst, potentiels redox
1. EN BREF
Un grand nombre de réactions biochimiques font intervenir un transfert d’électrons entre
un réducteur et un oxydant. Ces réactions sont catalysées par des oxydo-réductases, des
enzymes qui utilisent le plus souvent des coenzymes d’oxydo-réduction pour transformer
les substrats.
2. POTENTIELS D’OXYDO-RÉDUCTION
Une molécule susceptible de participer à une réaction d’oxydo-réduction peut exister
sous la forme oxydée (Ox) ou sous la forme réduite (Red). L’équilibre entre les deux
formes définit ce que l’on appelle une demi-équation redox :
A Ox + ne – 8 A Red
(1)
A ox et A red forment un couple d’oxydo-réduction. Comme aucune substance ne peut
gagner des électrons sans qu’une autre substance en perde, une réaction d’oxydo-réduction est composée de deux demi-réactions, par exemple :
A Ox + ne – 8 A Red
et B Ox + ne – 8 B Red
(2)
soit, en couplant les deux demi-réactions :
A Ox + B Red 8 A Red + B Ox
(3)
Cette réaction évolue dans le sens direct si les électrons ont tendance à passer de B Red
sur A Ox ; elle évolue dans le sens inverse si les électrons ont tendance à passer de A Red
sur B Ox .
Dans le but de prévoir l’évolution des réactions d’oxydo–réduction, on détermine les
potentiels d’oxydo–réduction de chaque couple Ox/Red. Cette mesure consiste à évaluer
la force électro motrice (en Volt) qui prend naissance entre deux cellules, l’une contenant
le couple Ox/Red et l’autre une référence. Les potentiels mesurés E′ vérifient la relation
suivante, l’équation de Nernst :
′ = ′° +
E
E
RT
nF
Log
a
a
Ox
Red
(4)
Dans cette équation,
• E′ est le potentiel (Volt) du couple Ox/Red dans les conditions expérimentales,
• E′° est le potentiel de ce couple dans les conditions standard (potentiel standard),
• R est la constante des gaz parfaits (8,31 J K –1 mol –1 ),
• T est la température absolue (K),
• n est le nombre d’électrons échangés,
9782100724185-Livre.indb 58
20/05/15 19:11
26 Oxydo-réduction
Mots clés
Oxydants, réducteurs, équation de Nernst, potentiels redox
1. EN BREF
Un grand nombre de réactions biochimiques font intervenir un transfert d’électrons entre
un réducteur et un oxydant. Ces réactions sont catalysées par des oxydo-réductases, des
enzymes qui utilisent le plus souvent des coenzymes d’oxydo-réduction pour transformer
les substrats.
2. POTENTIELS D’OXYDO-RÉDUCTION
Une molécule susceptible de participer à une réaction d’oxydo-réduction peut exister
sous la forme oxydée (Ox) ou sous la forme réduite (Red). L’équilibre entre les deux
formes définit ce que l’on appelle une demi-équation redox :
A Ox + ne – 8 A Red
(1)
A ox et A red forment un couple d’oxydo-réduction. Comme aucune substance ne peut
gagner des électrons sans qu’une autre substance en perde, une réaction d’oxydo-réduction est composée de deux demi-réactions, par exemple :
A Ox + ne – 8 A Red
et B Ox + ne – 8 B Red
(2)
soit, en couplant les deux demi-réactions :
A Ox + B Red 8 A Red + B Ox
(3)
Cette réaction évolue dans le sens direct si les électrons ont tendance à passer de B Red
sur A Ox ; elle évolue dans le sens inverse si les électrons ont tendance à passer de A Red
sur B Ox .
Dans le but de prévoir l’évolution des réactions d’oxydo–réduction, on détermine les
potentiels d’oxydo–réduction de chaque couple Ox/Red. Cette mesure consiste à évaluer
la force électro motrice (en Volt) qui prend naissance entre deux cellules, l’une contenant
le couple Ox/Red et l’autre une référence. Les potentiels mesurés E′ vérifient la relation
suivante, l’équation de Nernst :
′ = ′° +
E
E
RT
nF
Log
a
a
Ox
Red
(4)
Dans cette équation,
• E′ est le potentiel (Volt) du couple Ox/Red dans les conditions expérimentales,
• E′° est le potentiel de ce couple dans les conditions standard (potentiel standard),
• R est la constante des gaz parfaits (8,31 J K –1 mol –1 ),
• T est la température absolue (K),
• n est le nombre d’électrons échangés,
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