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Comment fonctionne ce type de réactions ?

Par Clément M le 02/07/2018 Ressources > Physique-Chimie > Première S > Les réactions chimiques > Les Transformations Chimiques

Exemple de réaction d’oxydoréduction: ions cuivres et fer métallique

Lors de cette transformation les ions cuivres Cu2+ se transforment cuivre métallique Cu et le fer métallique Fe se transforme en ions fer II Fe2+.

L’équation de réaction, dite équation d’oxydréduction s’écrit :
Cu2+ + Fe → Cu + Fe2+
La transformation de chaque élément (cuivre et fer) peut être décrite séparément par une demi-équation de réaction:
Cu2+ + 2e → Cu
Cette demi-équation indique que l’ion cuivre se transforme en atome de cuivre par gain de deux électrons. Cette transformation est une réduction car le cuivre gagne des électrons
Fe → Fe2+ + 2e
Cette demi-équation indique que l’atome de fer se transforme en ion fer par gain de deux électron. Cette transformation est une oxydation car le fer perd des électrons.

On dit aussi que :
le l’ion cuivre est un oxydant car il provoque l’oxydation du fer
l’atome de fer est un réducteur car il provoque la réduction de l’ion cuivre

Définitions

Une oxydation est une transformation chimique traduisant une perte d’électrons
Une réduction est une transformation chimique traduisant un gain d’électron
Un oxydant est une espèce chimique qui capture un ou plusieurs électrons au cours d’une transformation chimique.
Un réducteur est une espèce chimique qui cède un ou plusieurs électrons au cours d’une transformation chimique
Une réaction d’oxydoréduction est une réaction au cours de laquelle on peut mettre en évidence un échange d’électrons entre un réducteur qui fournit des électrons et un oxydant qui les capte.
Pour retenir plus facilement :
un Réducteur Réduit, il Rend des électrons
un Oxydant Oxyde, il Obtient des électrons

La solution demeurant électriquement neutre, le nombre d’électrons captés par les espèces oxydantes est égale au nombre d’électrons cédés par les espèces réductrices.

Les couples d’oxydoréduction

Suivant les conditions expérimentales il est possible, par exemple, de passer de l’oxydant Cu2+ au réducteur Cu ou inversement de passer de Cu à Cu2+:
On dit que les 2 espèces Cu2+ et Cu sont conjuguées et forment un couple oxydant / réducteur noté Cu2+ / Cu.
Ce couple est défini par la demi équation électronique suivante : Cu2+ + 2 e = Cu
Le signe « = » indique la possibilité de passer d’une forme à l’autre suivant les conditions expérimentales.

Ecrire une équation d’oxydoréduction

Une réaction d’oxydoréduction met en jeu un transfert d’électrons entre deux espèces chimique
appartenant à deux couples d’oxydoréduction Ox1 /Red1 et Ox2/Red2

Demi équations électroniques:
Ox1/Red1 : Ox1 + n1e →Red1
Ox2/Red2 : Ox2 + n2e –→Red2

L’oxydant Ox1 d’un couple oxyde le réducteur Red2 d’un autre couple
Les demi équations s’écrivent alors (on inverse l’écriture du couple de l’espèce réductrice)

Ox1/Red1 : Ox1 + n1e → Red1 (a)
Ox2/Red2 : Red2 → Ox2 + n2e(b)

À retenir: Le nombre d’électron échangé par l’espèce oxydante et l’espèce réductrice doit être le même. Il faut alors multiplier les deux demi équations électroniques par des coefficients afin de faire apparaître un nombre identique d’électrons échangés

Exemple

L’ion argent Ag+ oxyde le cuivre métallique Cu pour donner des atomes d’argent et des ions cuivre Cu2+.

Etape n°1 Inventorier les couples mis en jeu et demi équations électroniques correspondantes

Couples mis en jeu:

Ag+ /Ag : demi équation pour l’espèce oxydante Ag+ +e →Ag (a)
Cu2+/Cu : demi équation pour l’espèce réductrice Cu → Cu2+ + 2e (b)

Etape n°2 Multiplier les deux membres de chaque équation afin que le nombre d’électrons échangés soit le même

(a)×2 2 Ag+ + 2 e- → 2 Ag
(b)×1 Cu → Cu2+ + 2e

Etape n°3 Ajouter membre à membre les deux demi équations en tenant compte des coefficients multiplicatifs

(a)×2 + (b)×1
2 Ag+ + Cu + 2e →2 Ag + Cu2+ +2e

Etape n°4 Supprimer les électrons qui doivent apparaître en même nombre dans les deux membres de l’équation

2 Ag+ + Cu → 2 Ag + Cu2+

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