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1
Notion d'oxydation et de réduction


A
Description

  • Une réaction d’oxydoréduction correspond à un transfert d’électrons entre deux espèces chimiques.

  • Elle met en jeu à la fois une oxydation (perte d’électrons) et une réduction (gain d’électrons).

B
Oxydant et réducteur

  • Un oxydant est une espèce chimique capable de gagner un ou plusieurs électrons.
    La réduction est un gain d'électrons.
    Un oxydant qui se réduit devient un réducteur.

  • Un réducteur = espèce chimique capable de céder un ou plusieurs électrons.
  • L'oxydation est une perte d’électrons.
    Un réducteur qui s’oxyde devient un oxydant.

Une réaction d’oxydoréduction est un transfert d’électrons du réducteur vers l’oxydant.

C
Couple redox et demi-équation

  • Lors d'une réaction d'oxydoréduction, un oxydant peut être réduit en une espèce chimique qui est son conjugué.

  • Un couple Ox/Red est formé de deux espèces conjuguées reliées par une demi-équation de la forme :
    Ox + nn e=\text{e}^{-} = Red.

Selon l'écriture conventionnelle des couples oxydant-réducteur : l'oxydant est à gauche et le réducteur est à droite. On les note sous la forme Ox/Red.


2
Équations et demi-équations


A
Ajustement des demi-équations

1. Ajustement des éléments autres que l’oxygène et l’hydrogène 
       ex : Cr2O72=Cr3+Cr2O72=2Cr3+.\mathrm{Cr}_{2} \mathrm{O}_{7}^{2-}=\:\mathrm{Cr}^{3+} \Rightarrow \mathrm{Cr}_{2} \mathrm{O}_{7}^{2-}=\color{red}2\: \color{noir}\mathrm{Cr}^{3+}.

2. Ajustement de l’élément oxygène à l’aide de H2O\text{H}_{2}\text{O}  
       ex : Cr2O72=2Cr3++7H2O\mathrm{Cr}_{2} \mathrm{O}_{7}^{2-}=\:2\: \mathrm{Cr}^{3+}\color{red}+7 \:\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}

3. Ajustement de l’élément hydrogène à l’aide des ions H+\text{H}^{+} 
       ex : Cr2O72+14H+=2Cr3++7H2O\mathrm{Cr}_{2} \mathrm{O}_{7}^{2-}\color{red}+14\:\mathrm{H}^{+}\color{noir}=2\:\mathrm{Cr}^{3+}+7\: \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}

4. Ajustement des charges à l’aide des électrons e\text{e}^{-}
       ex : Cr2O72+14H++6e=2Cr3++7H2O\mathrm{Cr}_{2} \mathrm{O}_{7}^{2-}+14\: \mathrm{H}^{+}\color{red}+6\: \mathrm{e}^{-}\color{noir}=2\: \mathrm{Cr}^{3+}+7\: \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}

B
Demi-équations en milieu basique

  • Un milieu basique est un milieu où les ions hydroxyde HO\text{HO}^{-}sont majoritaires par rapport aux ions hydrogène H+\text{H}^{+}.

  • Pour ajuster un milieu basique : on ajoute autant d’ions HO\text{HO}^{-} de part et d’autre de l’équation qu’il y a d’ions H+\text{H}^{+}. Ces ions se combinent pour former une molécule d’eau.

  • On élimine ensuite autant de molécules d'eau que possible de part et d'autre des deux côtés de la demi-équation.

C
Écriture de l’équation bilan

1. Déterminer les couples mis en jeu dans la réaction d'oxydoréduction

2. Equilibrer les demi-équations

3. Ecrire l'équation bilan = combinaison des deux demi-équations ajustées afin que les électrons n’apparaissent pas dans l’équation bilan.

Les éléments essentiels de la modélisation


équation d'oxydoréduction


Les limites de la modélisation


Les réactions d’oxydoréduction modélisent une famille très vaste de transformations chimiques.

Le modèle présenté permet de :

comprendre quels sont les transferts en jeu et d’expliquer qualitativement et quantitativement ces transformations ;
prévoir les produits attendus à partir des réactifs mis en jeu.

Le modèle présenté ne permet pas de :

prévoir si le réactif Ox1 d’un couple réagit spontanément avec le réactif Red2 d’un autre couple ou bien l’inverse, Ox2 réagissant spontanément avec Red1 ;
une analyse des potentiels redox permettrait de privilégier un sens de transformation plutôt que l’autre.
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