[PDF] La réaction doxydoréduction Les halogènes (F2; I2;

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La réaction d'oxydoréduction1)Comment définir un oxydant ou un réducteur ?1.1)Expèrience préliminaireOn introduit dans un tube à essais de la paille de fer. Puis on verse dans le tube une solution de

sulfate de cuivre. (support+1tube à essais bouché avec CuSO4 et un tube à essai avec de la paille

de fer)Faire un schéma de la manipulation :Instant initialEtat final1)Quelles sont vos observations ?On remarque que la paille de fer s'est recouverte de cuivre.2)Quelles sont les espèces chimiques présentes au début de la manipulation ?Fe(s), Cu2+(aq) SO42-(aq)3)Quelles sont les espèces chimiques présentes à la fin de la réaction ?On voit apparaître du cuivre à l'état solide. En ce qui concerne le fer, il en reste toujours. Pour les

ions sulfate, il est impossible à l'oeil nu sans autre expèrience de savoir.4)Qu'est-il nécessaire de fournir aux ions Cu2+(aq) pour qu'ils puissent repasser à l'état solide ?Les ions Cu2+(aq) ont besoin de deux électrons.5)Etablir l'équation de la réaction qui a permis au cuivre de devenir solide.Cu2+(aq) + 2e- = Cu(s)1.2)DéfinitionsLors de la réaction précédente, il y a eu un transfert d'électrons. Ce transfert a eu lieu entre les

ions Cu2+(aq) et Fe(s). Ce transfert d'électrons entre est une réaction d'oxydoréduction.• Une réaction d'oxydo-réduction est une réaction qui met en jeu un transfert d'électrons entre

ses réactifs• Un oxydant est une espèce chimique susceptible de capter au moins un électron.• Un réducteur est une espèce chimique susceptible de céder au moins un électron.• Une réaction d'oxydoréduction ne peut se produire qu'entre un oxydant et un réducteur.Exercice :Parmis les réactions suivantes, entourez en rouge les oxydants et en bleu les réducteurs.·Cuivre et nitrate d'argent : Cu(s) + Ag+(aq) = Cu2+(aq) + Ag(s)·Zinc et sel de Mohr : Fe2+(aq) + Zn(s) = Fe(s) + Zn2+(aq) ·Cuivre et sulfate de zinc : Cu(s) + Zn2+(aq) = Cu2+(aq) + Zn(s)

1.3)Couple oxydant/réducteurLes ions Cu2+(aq) sont capables de capter deux électrons. Ce sont des oxydants. Lors de cette

transformation il se forme du cuivre à l'état solide Cu(S). Le cuivre à l'état solide est capable de

céder deux éléctrons (réaction inverse). Dans ce cas il est un réducteur.De manière générale, tout oxydant est associé à un réducteur. Pour le cuivre l'équation de la

transformation est :Cu2+(aq) + 2e- = Cu(s)Oxydant + ne- = RéducteurDéfinitions :•On appelle couple oxydant/réducteur, deux entités chimiques qui se transforment l'une en

l'autre par transfert d'électrons. On représente ce transfert par la demi-équation :Oxydant + n é = réducteur•Le couple oxydant/réducteur dans le cas du cuivre se note : Cu2+(aq)/Cu(s)1.4)Les oxydants et les réducteurs dans la classification périodique•Les réducteurs sont généralement des métaux. I se situent au milieu de la classification

périodique.Les réducteurs les plus puissants sont les plus à gauche; les alcalins comme le

sodium ou les alcalino-terreux comme le calcium sont de puissants réducteurs).•Les oxydants se situent sur la droite de la classification périodique.Les halogènes (F2; I2; Cl2;

O2) sont de puissants oxydants.1.5)Etablir la demi-équation d'un coupleOn étudie dans cet exemple le couple MnO4_(aq)/Mn2+(aq) (ion permanganate/ion manganèse):Etape n°1 : A partir de la définition précédente on peut écrire pour un couple Ox/Red la relation

suivante :Oxydant + n é = réducteurMnO4_(aq)+ ne- = Mn2+(aq)Etape n°2 : Conservation des éléments chimiques.•Conservation du manganèse :MnO4_(aq)+ ne- = Mn2+(aq)• Conservation de l'oxygène à l'aide des molécules qui constituent le solvant (ici l'eau)MnO4_(aq)+ ne- = Mn2+(aq) + 4H2O(l)• Conservation de l'élément hydrogène à l'aide des ions hydrogène hydratésMnO4_(aq)+ ne- + 8H+(aq) = Mn2+(aq) + 4H2O(l)Etape n°3 : Conservation de la charge à l'aide des électrons.MnO4_(aq)+ 5ne- + 8H+(aq) = Mn2+(aq) + 4H2O(l)

Exercice d'entraînement :Etablr la demi-équation du couple : HclO(aq)/Cl2(aq)Etape n°1 : A partir de la définition précédente on peut écrire pour un couple Ox/Red la relation

suivante :Oxydant + n é = réducteurHClO(aq)+ ne- = Cl2(g)Etape n°2 : Conservation des éléments chimiques.•Conservation du manganèse :2HClO(aq)+ ne- = Cl2(g)• Conservation de l'oxygène à l'aide des molécules qui constituent le solvant (ici l'eau)2HClO(aq)+ ne- = Cl2(g) + 2H2O(l)• Conservation de l'élément hydrogène à l'aide des ions hydrogène hydratés2HClO(aq)+ ne- + 2H+(aq) = Cl2(g) + 2H2O(l)Etape n°3 : Conservation de la charge à l'aide des électrons.2HClO(aq)+ 2e-+ 2H+(aq) = Cl2(g) + 2H2O(l)2)La réaction d'oxydo-réduction2.1)Etude de la réaction entre le diiode et le thiosulfate de sodiumSoit le couple I2/I- , (diiode/ion iodure) établir la demi-équation de ce couple :I2(aq)+2e-= 2I-(aq)Soit le couple S4O62-/S2O32-, (ion tétrathionate/ion thiosulfate) établir la demi-équation de ce couple :S4O62-(aq)+2e-= 2S2O32-(aq)On désire faire réagir le diiode avec les ions thiosulfate. Cette réction est-elle possible ?

Pourquoi ?Cette réaction est possible car le diiode est un oxydant (il peut capter des électrons) et que l'ion

thiosulfate est un réducteur qui peut céder des électrons. Dans ce cas précis le thiosulfate peut

céder deux électrons et le diiode peut en accepter deux.Définition :Une réaction d'oxydoréduction est le siège d'un échange d'électrons entre le réducteur d'un

couple d'oxydoréduction qui cède des électrons et l'oxydant d'un autre couple redox qui les accepte.Exemple n°1 :Les coulpes mis en jeu lors de cette réaction sont :MnO4_(aq)/Mn2+(aq)

Fe3+(aq)/Fe2+(aq)Ecrire l'équation de la réaction entre le permenganate et l'ion fer II :MnO4_(aq)/Mn2+(aq)MnO4_(aq)+ 5é + 8H+(aq) = Mn2+(aq) + 4H2O(l)Fe3+(aq)/Fe2+(aq) Fe2+(aq) = Fe3+(aq) + é(x5)MnO4_(aq)+ 5 Fe2+(aq) + 8H+(aq) = Mn2+(aq) +5 Fe3+(aq) + 4H2O(l)Exemple n°2 : Les coulpes mis en jeu lors de cette réaction sont :I2/I- S4O62-/S2O32-

Ecrire l'équation de la réaction entre le diiode et l'ion thiosulfate:I2(aq) / I-(aq) I2(aq) + 2e- = 2I-(aq)S4O62-(aq) / S2O32-(aq)2 S2O32-(aq) + 2e- = S4O62-(aq)I2(aq) + 2 S2O32-(aq) = 2I-(aq) + S4O62-(aq) 2.2)De manière générale :Soient deux couple Ox1/Red1 et Ox2/Red2 l'équation de la réaction traduit l'échange d'électrons de

entre le réducteur d'un couple et l'oxydant couple.L'équation de la réaction peut alors s'écrire :Ox1/Red1Ox1+ n1e- = Red1 (x n2)RéductionOx2/Red2Red2 =Ox2 + n2e-(x n1)Oxydationn2Ox1 + n1Red2 = n2 Red1 + n1Ox2

2.3)Réaction de titrageExercice :Soient deux solutions :•Une solution S1 de diiode de concentration C1 et de volume V1

•Une solution S2 de thiosulfate de sodium de concentration C2 et de volume ajouté à la burette Va

Rappeler l'équation de la réaction d'oxydoréduction entre ces deux espèces chimiques :I2(aq) + 2 S2O32-(aq) = 2I-(aq) + S4O62-(aq) Compléter le tableau d'avancement suivant :Équation chimiqueI2(aq)+2S2O32-(aq)=2I-(aq)+S4O62-(aq)Etat du

systèmeAvancement

(en mol)Quantités de matières (en mol )État initial X=0ni,I2(aq)=C1.V1n i,S2O32-(aq)=C2.Va00

A l'équivalenceXequivalenceC1.V1 - Xeq= 0 C2.Va - 2Xeq= 0n e,I-(aq)= 2Xeqn e,S4O62-(aq)= XeqDéterminer la relation qui lie C1 ,V1 , C2 , et Va à l'équivalence :Le système à l'équivalence est : C1.V1 - Xeq= 0Xeq= C1.V1

C2.Va - 2Xeq= 0Xeq= C2.Va

2Donc :

C2.Va

2 = C1.V1

En général :On considère des couples ox/red : Ox1/Red1 et Ox2/Red2 L'équation de la réaction peut alors s'écrire :

Ox1/Red1Ox1+ n1e- = Red1 (x n2)RéductionOx2/Red2Red2 =Ox2 + n2e-(x n1)Oxydationn2Ox1 + n1Red2 = n2 Red1 + n1Ox2

Soient deux solutions :•Une solution S1 d'oxydant 1 de concentration C1 et de volume V1 •Une solution S2 de réducteur 2 C2 et de volume ajouté à la burette V2

Compléter le tableau d'avancement de cette réaction est :Équation chimiquen2Ox1 +n1Red2=n2 Red1+Ox2

Etat du

systèmeAvancement (en mol)Quantités de matières (en mol )État initial X=0ni,Ox1=C1.V1n i,Red2(aq)=C2.V200 A l'équivalenceXequivalenceC1.V1 - n2Xeq= 0 C2.V2 - n1Xeq= 0n e,I-(aq)=n2Xeqn e,S4O62-(aq)=

n1XeqDétermination de la relation qui lie C1 ,V1 , C2 , et V2 à l'équivalence :Le système à l'équivalence est : C1.V1 - n2Xeq= 0Xeq= C1.V1

n2C2.V2 - n1Xeq= 0Xeq= C2.V2 n1Donc : C1.V1 n2= C2.V2 n1quotesdbs_dbs13.pdfusesText_19

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