Remerciez-le!

Remerciez @Admin pour avoir partagé cet document gratuitement, de la manière la plus simple, en partageant sur les réseaux sociaux.

Chap. 6 : LES RÉACTIONS D’OXYDORÉDUCTION A. RÉACTION D’OXYDORÉDUCTION. Expérien

Chap. 6 : LES RÉACTIONS D’OXYDORÉDUCTION A. RÉACTION D’OXYDORÉDUCTION. Expérience : Une lame de fer plongée dans une solution bleue de sulfate de cuivre (Cu2+ (aq) + SO4 2- (aq)) se recouvre d’un dépôt solide rouge de cuivre. Au bout de quelques dizaines de minutes, la solution initialement bleue est devenue vert pâle. Les réactifs sont le fer Fe(s) (dont la masse a diminué lors de la transformation) et les ions cuivre Cu2+ (aq) responsables de la couleur bleue de la solution à l’état initial. Les produits sont le cuivre Cu(s) et les ions Fe2+ (aq) responsables de la couleur vert pâle de la solution à l’état final. On peut donc représenter la transformation chimique par une réaction dont l’équation est la suivante : Fe(s) + Cu2+ (aq)  Fe2+ (aq) + Cu(s) Chaque atome Fe(s) perd deux électrons et devient un ion Fe2+ (aq). Chaque ion Cu2+ (aq) gagne deux électrons et devient un atome Cu(s). On peut donc considérer une telle réaction comme un transfert d’électrons du fer métallique Fe(s) aux ions Cu2+ (aq). Une réaction d’oxydoréduction est une réaction qui met en jeu un transfert d’électrons entre ses réactifs. B. COUPLE OXYDANT/RÉDUCTEUR. 1. Oxydants et réducteurs. Un oxydant est une espèce chimique qui peut capter un ou plusieurs électrons. Dans l’exemple précédent : les ions cuivre ont gagné deux électrons pour donner les atomes de cuivre. L’ion cuivre est donc un oxydant. On dit qu’il a été réduit (il a subi une réduction). Un réducteur est une espèce chimique qui peut céder un ou plusieurs électrons. Dans l’exemple précédent : les atomes de fer ont cédé deux électrons pour donner les ions fer II. Le fer est donc un réducteur. On dit qu’il a été oxydé (il a subi une oxydation). 2. Couple oxydant / réducteur. Lorsqu’on met en présence du cuivre métallique Cu(s) avec des ions argent Ag+ (aq), on observe la formation d’ions cuivre Cu2+ (aq). Dans ces conditions, un atome de cuivre peut perdre deux électrons pour donner un ion cuivre : Cu(s) = Cu2+ (aq) + 2 e– Dans les conditions du I, un ion cuivre gagne deux électrons pour donner un atome de cuivre : Cu2+ (aq) + 2 e– = Cu(s) On dit que les ions Cu2+ (aq) et le cuivre métallique Cu(s) sont des espèces chimiques conjuguées : elles forment un couple oxydant/réducteur noté Cu2+ (aq)/Cu(s). Deux espèces chimiques sont dites conjuguées et forment le couple oxydant / réducteur noté Ox/Red si elles peuvent être reliées par la demi-équation d’oxydoréduction : Ox + n e– = Red La transformation correspondant au passage de l’oxydant Ox à son réducteur conjugué Red est une réduction : l’oxydant est réduit. Ox + n e– = Red (demi-équation de réduction) La transformation correspondant au passage du réducteur Red à son oxydant conjugué Ox est une oxydation : le réducteur est oxydé. Red = Ox + n e– (demi-équation d’oxydation) Une oxydation correspond à une perte d’électrons, alors qu’une réduction correspond à un gain d’électrons. Le tableau ci-dessous présente quelques couples oxydant / réducteur : Oxydant Réducteur Couple Ox / Red Demi-équation d’oxydoréduction Cation métallique Mn+ (aq) Métal M(s) H+ (aq) / H2 (g) Diiode I2 (aq) Ion iodure I– (aq) Fe3+ (aq) + e– = Fe2+ (aq) Ion tétrathionate S4O6 2– (aq) Ion thiosulfate S2O3 2– (aq) III- COMMENT ÉTABLIR L’ÉQUATION D’UNE RÉACTION D’OXYDORÉDUCTION ? 1. Réaction d’oxydoréduction. Toute réaction d’oxydoréduction résulte du transfert d’électrons du réducteur Red1 d’un couple Ox1/Red1 à l’oxydant Ox2 d’un autre couple Ox2/Red2 selon une équation du type : a Red1 + b Ox2  c Ox1 + d Red2 MÉTHODE : pour établir l’équation d’une réaction d’oxydoréduction, il faut :  Écrire les demi-équations d’oxydoréduction des deux couples ;  Combiner ces deux demi-équations de façon à ce que Red1 et Ox2 soient les réactifs et que les électrons transférés n’apparaissent pas dans le bilan. Exemple 1 : Etablir l’équation de la réaction entre les ions argent et le cuivre métallique. On donne les couples Ag+ (aq)/Ag(s) et Cu2+ (aq)/Cu(s). Demi-équation d’oxydation : Demi-équation de réduction : ÉQUATION BILAN : Exemple 2 : Etablir l’équation de la réaction entre les ions fer (III) et le cuivre métallique. On donne les couples Fe3+ (aq)/Fe2+ (aq) et Cu2+ (aq)/Cu(s). 2. Demi-équation d’oxydoréduction en milieu acide. Certaines demi-équations ne peuvent pas être établies simplement. Comment doit-on alors procéder ? METHODE POUR ETABLIR LA DEMI-EQUATION DU COUPLE Ox1/Red1 EN MILIEU ACIDE :  Assurer, si nécessaire, la conservation des éléments autres que H et O.  Assurer la conservation de l’élément oxygène avec des molécules d’eau.  Assurer la conservation de l’élément hydrogène avec des protons solvatés H+ (aq).  Assurer la conservation de la charge électrique avec des électrons. Exemples : 1. Établir la demi-équation du couple MnO4 - (aq)/Mn2+ (aq) en milieu acide. Conservation de l’élément manganèse Mn : Conservation de l’élément oxygène : Conservation de l’élément hydrogène : Conservation de la charge électrique : 2. Établir la demi-équation du couple Cr2O7 2– (aq)/Cr3+ (aq) en milieu acide. 3. Demi-équation d’oxydoréduction en milieu basique. Pour établir la demi-équation d’une réaction ayant lieu en milieu basique, il est conseillé de l’établir en milieu acide puis d’ajouter, du côté des réactifs et des produits, autant d’ions hydroxyde qu’il y a d’ions oxonium, puis de procéder comme suit (exemple avec le couple MnO4 – (aq)/Mn2+ (aq)) :  Demi-équation en milieu acide :  Ajout d’ions hydroxyde HO– (aq) :  Les ions H+ (aq) associés aux ions HO– (aq) donnent de l’eau H2O selon l’équation H+ (aq) + HO– (aq)  H2O. La demi-équation devient donc :  On "simplifie" la demi-équation : IV- L’IMPORTANCE DES REACTIONS D’OXYDOREDUCTION. ACTIVITE 1 : Des espèces chimiques rencontrées en SVT participent à des réactions d’oxydoréduction et forment des couples oxydant/réducteur. C’est le cas :  du dioxygène O2 (g) qui est l’oxydant du couple O2 (g) / H2O(l). Ecrire la demi-équation d’oxydoréduction associée au couple.  de l’acide pyruvique CH3COCO2H. Dans la cellule musculaire l'acide lactique CH3CH(OH)CO2H est formé à partir de l'acide pyruvique lors d’efforts intenses. L’accumulation de l’acide lactique dans les muscles est responsable de l’apparition de crampes. Ecrire la demi-équation d’oxydoréduction associée au couple. S'agit-il d'une oxydation ou d'une réduction de l'acide pyruvique ? ACTIVITE 2 : Prévention de l’alcoolémie au volant : l’alcootest. Les solutions aqueuses contenant des ions dichromate Cr2O7 2– (aq) sont orangées et celles contenant des ions chrome III Cr 3+ (aq) sont vertes. 1. Ecrire la demi-équation d’oxydoréduction du couple Cr2O7 2– (aq)/Cr 3+ (aq). 2. L’éthanol C2H6O est l’alcool contenu dans le vin et toutes les autres boissons alcoolisées. C’est le réducteur conjugué de l’acide éthanoïque C2H4O2. Ecrire la demi-équation d’oxydoréduction correspondante. 3. En déduire l’équation de la réaction qui se produit entre l’ion dichromate et l’éthanol en milieu acide. 4. Un alcootest est positif lors du contrôle de la teneur en alcool de l’air expiré si on observe le virage de l’orangé au vert. Proposer une explication. ACTIVITE 3 : Oxydants et réducteurs dans la vie courante. De nombreux produits utilisés dans la vie quotidienne contiennent des oxydants et des réducteurs. Où les trouve-t-on ?  Dans l’alimentation : De nombreux aliments contiennent des réducteurs qui aident l’organisme à lutter contre le vieillissement et des maladies comme la cataracte, le cancer, le déclin du système immunitaire… c’est le cas de la vitamine C ou acide ascorbique, de la vitamine E, des carotènes et des polyphénols. Certains de ces réducteurs sont ajoutés aux aliments pour retarder pour retarder leur détérioration par le dioxygène. Ce sont les anitoxygènes. Leur présence est indiquée sur les emballages par un code compris entre E300 et E399. Ainsi, la vitamine C, antioxygène très utilisé, est repéré par le code E300.  Dans les cosmétiques : L’eau oxygénée H2O2 est utilisée pour éclaircir les cheveux par réaction d’oxydoréduction. Des antioxydants sont ajoutés aux crèmes pou la peau pour l’aider à lutter contre le vieillissement.  Dans le domaine médical et paramédical : Des oxydants sont utilisés comme antiseptiques et/ou désinfectants. C’est le cas de l’eau de Javel (solution aqueuse d’hypochlorite de sodium, Na+ (aq) + ClO– (aq), et de chlorure de sodium, Na+ (aq) + Cl– (aq)), de l’eau oxygénée H2O2, des solutions alcooliques ou aqueuses de diiode (Lugol)…  Dans les produits ménagers : L’eau de Javel est un désinfectant du linge et des surfaces ; c’est également un agent de blanchiment. L’eau oxygénée est un détachant. L’eau oxygénée et l’eau de Javel concentrées sont corrosives et doivent être manipulées avec des lunettes et des gants de protection. L’eau de Javel doit toujours être utilisée seule : son mélange avec un produit acide, un détartrant par exemple, entraîne un dégagement de dichlore, gaz très toxique. 1. A propos de la vitamine C. a. Donner la formule brute de la vitamine C (ou acide ascorbique) qui est le réducteur du couple C 6H6O6 / C6H8O6. Etablir la demi-équation d’oxydoréduction de ce couple. b. Le dioxygène a pour réducteur conjugué l’eau. Ecrire l’équation uploads/Finance/ 2816-chap-6-r-actions-d-oxydor-duction.pdf