Objectif : Citer des oxydants et réducteurs usuels.
Problématique de l'activité
Les réactions d'oxydoréduction sont des réactions au cours desquelles se
produit un transfert d'électrons entre un réducteur, qui les cède, et un oxydant, qui les capte. Leur présence se retrouve dans de très nombreux domaines, de la biologie à la métallurgie.
Quel caractère, oxydant ou réducteur, possède les espèces chimiques autour de nous ?
Doc. 1
Dioxygène
Présent dans l'air à hauteur de 21 %, le dioxygène
O2 est une molécule essentielle au développement de
la plupart des organismes. Son caractère oxydant est
indispensable au processus biologique de la respiration,
mais il intervient également dans les réactions de
combustion en tant que comburant.
Ce sont principalement les algues vertes et les
cyanobactéries en milieu aquatique qui fournissent
l'essentiel du dioxygène O2(g) de l'atmosphère en
oxydant l'eau H2O(l) lors de la photosynthèse.
Doc. 2
Dichlore
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Utilisé au début de la Première Guerre mondiale
comme arme chimique, le dichlore Cl2(g) est un gaz
toxique jaune‑vert qui a été produit à grande échelle
lors du conflit.
Sa toxicité provient de son puissant caractère oxydant.
Doc. 3
Acide ascorbique
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L'acide ascorbique, plus connu sous le nom de
vitamine C, est une molécule possédant des propriétés
antioxydantes que l'on retrouve dans les fruits et les
légumes frais.
Sa forte réactivité à l'égard des espèces oxydantes le
conduit à former l'acide déshydroascorbique C6H6O6,
lequel peut être réduit à son tour grâce à l'action
d'enzymes dans l'organisme.
Dans l'industrie agroalimentaire, il est employé comme
conservateur dans de nombreux produits comme le vin
et la bière.
Doc. 4
Dihydrogène
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Le dihydrogène H2(aq) est un gaz dans les conditions
normales de température et de pression. Il s'agit de la
plus petite molécule possible, si peu massique que la
pesanteur terrestre n'est pas suffisamment intense pour
pouvoir la retenir.
Chimiquement, le dihydrogène est un réducteur
appartenant au couple H+(aq)/H2(g) lorsqu'il est en
solution. Son oxydation est mise à profit dans les piles
à combustible pour produire un courant électrique.
Doc. 5
Eau de javel
En 1820, en étudiant les propriétés désinfectantes
des dérivés chlorés, le chimiste et pharmacien français
Antoine Germain Labarraque met au point la première
solution d'hypochlorite de sodium (Na+(aq);ClO−(aq)) à
caractère médical. Son utilisation prend de l'ampleur au
cours du XIXe siècle, notamment comme désinfectant,
ou dans le cadre du traitement de l'eau potable.
Les propriétés désinfectantes de l'eau de Javel sont
dues à l'ion hypochlorite ClO−(aq), puissant oxydant qui se réduit en ion chlorure Cl−(aq) en présence d'un
réducteur.
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Doc. 6
Métaux
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Les métaux sont des réducteurs qui s'oxydent souvent
en formant des cations monoatomiques. En réagissant
avec le dioxygène de l'air, ceux‑ci peuvent former des
oxydes (comme la rouille dans le cas du fer Fe(s)).
Certains métaux forment rapidement une fine couche
d'oxyde protectrice, imperméable, qui leur permet de
bloquer la progression de l'oxydation. Dans le cas de
l'aluminium Al(s), l'oxyde le plus commun est l'oxyde
d'aluminium Al2O3(s).
Questions
APP : Extraire l'information utile APP : Maîtriser le vocabulaire du cours RAI/ANA : Utiliser et interpréter des documents COM : Rédiger un compte‑rendu scientifiquement rigoureux
Compétence(s)
1. Après avoir rappelé les définitions des termes « oxydant » et « réducteur », lister dans
un tableau tous les oxydants et réducteurs cités dans les
2. Le dichlore Cl2(aq) dissous en solution aqueuse se réduit en ions chlorure Cl−(aq). Écrire la demi‑équation d'oxydoréduction correspondante.
3. L'ion hypochlorite
ClO−(aq), présent dans l'eau de Javel, se réduit également en ion chlorure Cl−(aq) en milieu basique. Établir la demi‑équation associée à ce couple en
milieu basique en l'équilibrant à l'aide de l'eau H2O(l) et des ions hydroxyde HO−(aq).
est un convertisseur d'énergie qui s'appuie sur une réaction d'oxydoréduction entre le dihydrogène H2(aq) et le dioxygène O2(aq) lors de sa décharge.
4. Établir les deux demi‑équations d'oxydoréduction en identifiant dans les
, l'aluminium métallique Al(s) se transforme en alumine Al2O3(s). En déduire la demi‑équation d'oxydoréduction correspondante en milieu acide.
6. Écrire la réaction d'oxydoréduction responsable de l'oxydation de l'aluminium exposé à l'air.
7. Le dioxygène joue également un rôle dans l'oxydation des alcools présents dans les
boissons alcoolisées. À l'aide d'une équation de réaction d'oxydoréduction, mettre en évidence l'intérêt de rajouter de l'acide ascorbique dans le cadre de la conservation
de ces boissons.
Synthèse de l'activité
Lister quelques applications des réactions d'oxydoréduction en indiquant le rôle des espèces chimiques impliquées.
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