1/3 Cr1 : OXYDOREDUCTION Tawbac.jimdo.com
TROISIEME ANNEE CHIMIE : OXYDOREDUCTION
QU’EST-CE QU’UNE REACTION D’OXYDOREDUCTION ?
BACCARI OBJECTIFS
DESCIPLINAIRE Définir une réaction d’oxydoréduction, une oxydation et une réduction
Définir et reconnaitre un oxydant et un réducteur
LINGUISTIQUES Maîtriser le lexique spécifique à l’oxydoréduction : oxydation ; s’oxyde ; se réduit
PRE-REQUIS
Définir une réaction chimique
Distinguer les réactifs des produits
Ecrire l’équation d’une réaction chimique
Identifier les ions par la couleur et par un test d’identification (action sur la soude ) DOCUMENTS
DOCUMENTS
Expérience réalisée en classe : réaction entre le zinc métallique et les ions cuivre.
Schéma de l’expérience après une longue durée.
Fiche d’investigation « Elève » APPROCHE
METHODOLOGIQUE
Mettre en place une démarche d’investigation : (motivation « d’où parte-t-on? » ; problématisation
« qu’est-ce qu’on cherche? » ; définition de la stratégie de recherche « comment va-t-on faire pour chercher? » ; mise en œuvre du projet « cherchons » ; confrontation « a-t-on trouvé ce que l’on cherche ? » ; terminaison « le savoir construit : ce que l’on a expliqué, compris, découvert)
SEQUENCES PEDAGOGIQUE
DEMARCHE A SUIVRE
SITUATION DECLENCHANTE : (observation, situation problème, questionnements des élèves, découverte active de l’environnement ; recueil des conceptions initiales)
Exemples :
1) Qu’est-ce qu’une oxydoréduction ?
2) Quels sont les inséparables de l’oxydoréduction ?
PROBLEMATISATION RETENUE PAR LES GROUPES : (1-formulation du problème à résoudre ; 2- Emission d’hypothèses ; 3-recherches des différentes modalités d’investigation à mettre en œuvre ; 4-élaboration de protocoles expérimentaux si-besoin)
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1) Un dépôt se forme sur la partie immergée de la lame de zinc. C’est quoi ? 1) La couleur bleue de la solution s’atténue. Où sont-ils passés les ions cuivre ? 2) Comment peut-on interpréter cette réaction ? De quel type de réaction s’agit-il ? INVESTIGATION : (Observation ; expérimentation ; recherche de documents ; visites et enquêtes ; modélisation)
STRUCTURATION : (confrontation des idées ; formulation des connaissances construites ou description de la stratégie de réflexion ; validation)
CONCLUSION : Définitions
EVALUTION Correction à domicile de la fiche de compte rendu « Elève »
Exercice avec correction : Pourquoi le ciment est –il gris ? (avec corrigé)
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A. ACTION D’UN CATION METALLIQUE SUR UN METAL
1) EQUATIONS DES REACTIONS
a) PREMIERE EXPERIENCE : ACTION DES IONS CUIVRE SUR LE ZINC ) : Dans une solution de sulfate de cuivre, introduire une lame de zinc.
) : Attendre quelques minutes, puis noter vos observations à propos la partie immergée de la lame du zinc et la couleur bleue de la solution de sulfate de cuivre.
) : Après plusieurs minutes, faire le test à la soude pour identifier l’ion formé.
) : Ecrire l’équation simplifiée de la réaction qui a eu lieu spontanément.
b) DEUXIEME EXPERIENCE : ACTION DES IONS ARGENT SUR LE CUIVRE ) : Dans une solution de nitrate d’argent, introduire une lame de cuivre.
) : Ecrire l’équation bilan de la réaction en sachant que le solide formé est l’argent Ag.
2) INTERPRETATION PAR TRANSFERT D’ELECTRONS
Une réaction d’oxydoréduction consiste en un transfert (échange) d’électron(s) d’un réducteur à un oxydant. Cette réaction englobe deux demi-réactions : une oxydation et une réduction.
a) Justifier que chacune des réactions (1) et (2) est une réaction d’oxydoréduction.
b) Préciser pour chaque réaction l’oxydant et le réducteur.
c) Sachant qu’une oxydation est l’état de ce qui est oxydé, préciser pour chacune des réactions, l’espèce qui a été oxydé et écrire l’équation électronique de l’oxydation et celle de la
réduction.
CORRIGE :
1) Première expérience : La partie immergée de la lame de zinc dans la solution de sulfate de cuivre est recouverte d’un dépôt rouge qui est le cuivre métallique (Cu).
L’intensité de la couleur bleue caractéristique des ions cuivre diminue au cours du temps.
Après une longue durée de la réaction, un test d’identification à la soude, montre qu’il se forme des ions Zn .
L’équation simplifiée de cette réaction spontanée et lente s’écrit alors:
Zn (sd) + Cu ⟶ Cu(sd) + Zn (1) Deuxième expérience : Cu (sd) + 2 Ag ⟶ 2Ag(sd) + Cu (2) 2) Interprétation de (1) :
a) Au cours de cette réaction, Zn (sd) ⟶ Zn en libérant deux électrons qui sont captés par Cu ⟶ Cu(sd) : Cette réaction est le siège d’un transfert de deux électrons de Zn vers Cu ; c’est une réaction d’oxydoréduction.
b) Le réducteur est l’entité qui cède des électrons : c’est le zinc métallique.
L’oxydant est l’entité qui capte (charge + attire les électrons) des électrons : c’est Cu . c) L’entité qui s’oxyde est le réducteur (Zn). Le zinc subit une oxydation de demi-
équation Fe (sd) ⟶ Fe + 2 e : Au cours d’une oxydation, il ya gain d’électrons.
L’oxydant subit alors une réduction d’équation : Cu + 2 e ⟶ Cu(sd).
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DEFINITIONS
Une réaction d'oxydoréduction ou réaction redox est une réaction chimique au cours de laquelle se produit un échange d'électrons. L'espèce chimique qui capte les électrons est l’ « oxydant » ; celle qui les cède, le « réducteur ».
Une réaction d’oxydoréduction englobe deux demi-réactions :
Une oxydation correspondant à une perte d’électrons et d’équation générale : Red ⟶ Ox + n e ; Où « n » est le nombre d’électron(s) que le réducteur libère.
Une réduction correspondant à un gain d’électrons et d’équation générale : Ox + n e ⟶ Red ; où « n » est le nombre d’électron(s) que l’oxydant capte.
Oxydant + Electrons
réduction
⇄ oxydation
Réducteur
NB : Vocabulaire : Au cours d’une réaction redox, le réducteur s’oxyde et l’oxydant se réduit.
B. NOTION DE COUPLE OXYDANT-REDUCTEUR
Dans la première réaction : Cu ⟶ Cu (sd) et dans la deuxième réaction : Cu (sd) ⟶ Cu . On dit que les entités de l’élément cuivre Cu et Cu forment un couple d’oxydoréduction noté par convention (Cu / Cu) et représenté par une l’équation formelle : Cu + 2 e ⇄ Cu.
NB : La réaction d’oxydoréduction met en présence deux couples rédox.
On plonge une lame de zinc dans une solution de nitrate d’argent de concentration molaire C = 0,2 mol. L et de volume V=100 mL. Il se forme un dépôt d’argent sur la partie immergée de la lame de zinc.
1) Préciser les couples redox qui interviennent dans cette expérience. En déduire le couple qui renferme l’oxydant.
2) Ecrire l’équation simplifiée de la réaction qui se produit.
3) Sachant que pour cette réaction totale, l’ion argent est le réactif limitant. Déterminer : a) la masse d’argent déposé en fin de réaction.
b) La masse du zinc qui a été rongé.
On donne les masses molaires atomiques en g. mol : M(Ag) = 108 et M(Zn) = 65,4