cf. TP-cours n°9
Un oxydant, noté Ox, est une entité capable de capter un ou plusieurs électrons notés e−.
Un réducteur, noté Red, est une entité capable de céder un ou plusieurs électrons.
Un oxydant et un réducteur sont dits conjugués et forment un couple oxydant/ réducteur, noté Ox/Red, s’ils peuvent être reliés par une demi-équation électronique :
\[\text{Ox} + n e^- = \text{Red}\]
n est le nombre d’électrons échangés
Le passage de l’oxydant à son réducteur conjugué est une réduction.
Le passage du réducteur à son oxydant conjugué est une oxydation.
L’oxydant est réduit en son réducteur conjugué tandis que le réducteur est oxydé en son oxydant conjugué.
Prenons le couple \(\ce{MnO4^-(aq)/Mn^2+(aq)}\)
Écrire les deux espèces conjuguées de part et d’autre du signe égal puis assurer la conservation des éléments autres que l’hydrogène et l’oxygène (ici, l’élément Mn)
\(\ce{MnO4^- = Mn^2+}\)
Assurer la conservation de l’élément oxygène en ajoutant des molécules d’eau
\(\ce{MnO4^- = Mn^2+ + 4 H2O}\)
Assurer la conservation de l’élément hydrogène en ajoutant des ions hydrogène \(\ce{H+}\)
\(\ce{MnO4^- + 8H+ = Mn^2+ + 4 H2O}\)
Assurer la conservation de la charge électrique avec des électrons
\(\ce{MnO4^- + 8H+ + 5 e- = Mn^2+ + 4 H2O}\)
En précisant les états physiques, on obtient :
\[\ce{MnO4^-(aq) + 8H+(aq) + 5 e- = Mn^2+(aq) + 4 H2O(ℓ)}\]
Remarque : ici on voit que la solution doit être acidifiée pour que la réduction puisse avoir lieu.
Écrire les demi-équations des couples suivants :
a. \(\ce{IO3−(aq)/I2(aq)}\)
\(\ce{2IO3−(aq) + 12 H+(aq) + 10e- = I2(aq) + 6H2O}\)
b. \(\ce{HClO(aq)/Cl2(g)}\)
\(\ce{2 HClO(aq) + 2H+(aq) + 2 e- = Cl2(g) + 2 H2O(ℓ)}\)
c. \(\ce{SO4^2−(aq) = S2O3^2−(aq)}\)
\(\ce{2SO4^2−(aq) + 10 H+(aq) + 8 e- = S2O3^2−(aq) + 5 H2O(ℓ)}\)
d. \(\ce{Al^3+(aq)/Al(s)}\)
\(\ce{Al^3+(aq) + 3 e- = Al(s)}\)
e. \(\ce{CO2(g)/H2C2O4(aq)}\)
\(\ce{2CO2(g) + 2H+(aq) + 2 e− = H2C2O4(aq)}\)
Une réaction d’oxydoréduction met en jeu deux couples oxydant-réducteur. L’oxydant du premier couple réagit avec le réducteur du second couple. Il s’agit d’une réaction de transfert d’électrons. On écrit l’équation d’oxydoréduction en combinants les deux demi-équations électroniques associées aux couples mis en jeu. Attention, les électrons ne doivent pas apparaître dans l’équation.
\[\ce{Ox1 + Red2 -> Red1 + Ox2}\]
Avec les couples \(\ce{Ox1/Red1}\) et \(\ce{Ox2/Red2}\)
Exemple : réaction entre les ions iodiures et l’ion permanganate
Les couples mis en jeu sont \(\ce{MnO4-(aq)/Mn^2+(aq)}\) et \(\ce{I2(aq)/I-(aq)}\)
\(\ce{2I-(aq) = I2(aq) + 2 e-}\) (×5)
\(\ce{MnO4- (aq) + 8H+(aq) + 5 e- = Mn2+(aq) + 4 H2O(l)}\) (×2)
\(\ce{10 I-(aq) + 2 MnO4- (aq) + 16H+(aq) -> 5 I2(aq) + 2 Mn2+(aq) + 8 H2O(ℓ)}\)
remarques :