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Cours CH6 Equilibres d’oxydoréduction David Malka D.Malka – MPSI 2015-2016 – Ly

Cours CH6 Equilibres d’oxydoréduction David Malka D.Malka – MPSI 2015-2016 – Lycée Saint-Exupéry http://www.mpsi-lycee-saint-exupery.fr Table des matières 1 Réaction d’oxydo-réduction 1 1.1 Expériences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.2 Oxydation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.3 Réduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.4 Nombre d’oxydation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.5 Comment reconnaître une réaction d’oxydo-réduction ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.6 Couples oxydant/réducteur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.6.1 Couple oxydant/réducteur – Demi-équation électronique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.6.2 Couples de l’eau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.7 Equation-bilan d’un réaction d’oxydo-réduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 2 Piles électrochimiques 1 2.1 Un exemple de pile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 2.1.1 Force électromotrice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 2.1.2 Fonctionnement d’une pile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 2.1.3 Equation de réaction de la pile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 2.1.4 Charge débitée par la pile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 2.2 Potentiel d’électrode (ou potentiel d’oxydo-réduction) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 2.2.1 Electrode standard à hydrogène . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 2.2.2 Demi-pile : potentiel d’oxydo-réduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 2.3 Formule de Nernst . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 3 Equilibres d’oxydo-réduction 1 3.1 Force d’un oxydant / force d’un réducteur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 3.2 Diagramme de prédominance / diagramme d’existence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 3.3 Prévision d’une réaction d’oxydo-réduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 3.4 Constante d’équilibre d’une réaction d’oxydo-reduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 Table des ﬁgures Capacités exigibles 1. Prévoir les nombres d’oxydation extrêmes d’un élément à partir de sa position dans le tableau périodique. 2. Identiﬁer l’oxydant et le réducteur d’un couple. 3. Décrire le fonctionnement d’une pile à partir d’une mesure de tension à vide ou à partir des potentiels d’électrodes. 4. Utiliser les diagrammes de prédominance ou d’existence pour prévoir les espèces incompatibles ou la nature des espèces majoritaires. 5. Dismutation et médiamutation. 6. Prévoir qualitativement ou quantitativement le caractère thermodynamiquement favorisée ou défavorisé d’une réaction d’oxydo-réduction. 7. Pratiquer une démarche expérimentale mettant en jeu des réactions d’oxydo-réduction. MPSI – 2015-2016 – Lycée Saint-Exupéry D.Malka CH6 – Equilibres d’oxydoréduction 1 Réaction d’oxydo-réduction 1.1 Expériences Exp 1 : Cu2+ + Fe : poudre + clou 1.2 Oxydation 1.3 Réduction 1.4 Nombre d’oxydation Application 1 : n.o de SO2− 4 1.5 Comment reconnaître une réaction d’oxydo-réduction ? 1.6 Couples oxydant/réducteur 1.6.1 Couple oxydant/réducteur – Demi-équation électronique Application 2 : demi-équation électronique de NO− 3 /NO dans le solvant eau 1.6.2 Couples de l’eau 1.7 Equation-bilan d’un réaction d’oxydo-réduction Application 3 : réaction entre Cu2+ et NO− 3 2 Piles électrochimiques 2.1 Un exemple de pile Exp 2 : pile Daniell Exp 3 : pile citron 2.1.1 Force électromotrice 2.1.2 Fonctionnement d’une pile 2.1.3 Equation de réaction de la pile 2.1.4 Charge débitée par la pile 2.2 Potentiel d’électrode (ou potentiel d’oxydo-réduction) 2.2.1 Electrode standard à hydrogène 2.2.2 Demi-pile : potentiel d’oxydo-réduction 2.3 Formule de Nernst Application 3 : formule de Nernst appliquée au couple MnO− 4 /Mn2+ 3 Equilibres d’oxydo-réduction 3.1 Force d’un oxydant / force d’un réducteur 3.2 Diagramme de prédominance / diagramme d’existence 3.3 Prévision d’une réaction d’oxydo-réduction +exp Application 4 : cuivre et zinc 3.4 Constante d’équilibre d’une réaction d’oxydo-reduction http://www.mpsi-lycee-saint-exupery.fr 1 uploads/Finance/ ch6-oxydo-reduction.pdf