Réactions d’oxydoréduction

Les processus d’oxydation et de réduction sont inséparables au point que les transferts chimiques d’électrons sont nommés ­réaction d’oxydoréduction. Par exemple, la rouille est l’oxydation du fer par le dioxygène et l’eau.

I Oxydant et réducteur

Un oxydant est une espèce chimique (ionique ou moléculaire) capable de capter un ou plusieurs électrons.

Un réducteur est une espèce chimique (ionique ou moléculaire) capable de céder un ou plusieurs électrons.

Un couple oxydant / réducteur est constitué de deux espèces conjuguées qui échangent des électrons.

Une demi-équation d’oxydoréduction (ou redox ou électronique) s’écrit :

Repère
À noter

La notation est utilisée pour signaler que la réaction peut se faire dans les deux sens. On utilise la notation → pour indiquer qu’un sens est privilégié.

où n est un entier positif.

Une demi-équation d’oxydoréduction doit toujours respecter la conservation de l’élément et la conservation de la charge.

Une oxydation d’un élément est la perte d’électron(s) par cet élément et correspond au passage du réducteur à son oxydant conjugué.

Une réduction d’un élément est le gain d’électron(s) par cet élément et correspond au passage de l’oxydant à son réducteur conjugué.

II Réactions d’oxydoréduction

Toute réaction d’oxydoréduction résulte de l’échange d’électrons entre le réducteur d’un couple oxydant/réducteur (couple 1 : Ox1/Red1) et l’oxydant d’un autre couple (couple 2 : Ox2/Réd2).

Méthodes

1 Établir une demi-équation électronique

Écrire la demi-équation d’oxydoréduction du couple ${\text{Cr}}_2{\text{O}}_7^{2–}/{\text{Cr}}^{3+}$.

Repère
Conseils

Étape 1. Assurez la conservation de l’élément principal.

Étape 2. Assurez la conservation de l’élément oxygène avec l’eau H2O.

Étape 3. Assurez la conservation de l’élément hydrogène avec les ions H⁺.

Étape 4. Assurez la conservation de la charge grâce aux électrons.

solution

Étape 1. L’élément principal est le chrome, de symbole Cr.

${\text{Cr}}_2{\text{O}}_7^{2–}\rightleftarrows 2 {\text{Cr}}^{3+}$

Étape 2. L’élément oxygène est présent 7 fois dans l’ion dichromate ${\text{Cr}}_2{\text{O}}_7^{2–}$.

${\text{Cr}}_2{\text{O}}_7^{2–}\rightleftarrows 2 {\text{Cr}}^{3+}+7 {\text{H}}_2\text{O}$

Étape 3. L’élément hydrogène est présent 14 fois du fait des 7 molécules d’eau. ${\text{Cr}}_2{\text{O}}_7^{2–}+14{\text{H}}^{+}\rightleftarrows 2 {\text{Cr}}^{3+}+7 {\text{H}}_2\text{O}$

Étape 4. L’ion dichromate $C{r}_2{O}_7^{2–}$ porte deux charges négatives, les 14 ions H⁺ apportent 14 charges positives de sorte qu’à gauche de l’équation il y a 12 charges positives tandis qu’à droite il y a 6 charges positives.

${\text{Cr}}_2{\text{O}}_7^{2–}+14 {\text{H}}^{+}+6 {\text{e}}^{–}\rightleftarrows 2 {\text{Cr}}^{3+}+7 {\text{H}}_2\text{O}$

2 Établir l’équation d’une réaction d’oxydoréduction

Écrire l’équation d’oxydoréduction entre l’oxydant, ion dichromate ${\text{Cr}}_2{\text{O}}_7^{2–}$ et le réducteur, ion fer (II). Les couples mis en jeu sont : ${\text{Cr}}_2{\text{O}}_7^{2–}/{\text{Cr}}^{3+}$ et Fe³⁺ / Fe²⁺.

conseils

Étape 1. Établissez les deux demi-équations électroniques en les écrivant l’une en dessous de l’autre, avec les réactifs écrits à gauche.

Étape 2. Combinez les deux demi-équations pour que le nombre d’électrons cédés par le réducteur soit égal au nombre d’électrons captés par l’oxydant.

Étape 3. Additionnez membre à membre les deux demi-équations.

solution