Chap.C.1: l'oxydo-réduction en solution aqueuse
1°) Couple oxydant- réducteur
1.1)Réaction entre un ion métallique et un métal
● Expérience
On constate:
➢
➢
● Interprétation
Il se produit simultanément deux réactions (1)
L'ion capte deux électrons pour donner du cuivre métallique, la réaction s'appelle une .
(2)
Le métal donne naisance à des ions et à deux électrons, la réaction s'appelle une .
La lame de Zinc restant électriquement neutre, il y a donc transfert total d'électrons.
Réaction d'oxydoréduction
● Définitions
C'est le métal Zinc qui provoque la réduction des ions Cu2+, il est dit . Ce sont les ions Cu2+ qui provoque l'oxydation du Zinc, ils sont dit .
● Généralisation:
Une espèce chimique, qui peut-être oxydée ( ie qui peut «céder » un ou plusieurs électrons) est appelée : réducteur.
Une espèce chimique, qui peut subir une réduction (ie qui peut «capter» un ou plusieurs électrons) est appelée : oxydant.
Bernaud J. 1/4
Solution de sulfate de cuivre II Lame
de Zinc
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1.2)Définition du couple oxydant-réducteur 1.2.1)Exemple
Le cuivre peut-il être réducteur?
●On constate:
●Interprétation
Le cuivre métal et l'ion Cu2+ sont deux espèces chimiques d'un même élément.
Cu2+ / Cu forment un couple oxydo-réducteur ( couple rédox ou oxréd).
1.2.2)Généralisation
2°) Classification qualitative des couples oxydo-réducteurs
Cherchons à effectuer une classification qualitative des différents couples rédox Al3+/Al, Cu2+/Cu, Pb2+/Pb, Zn2+/Zn, Fe2+/Fe et Ag+/Ag
Solution électrolytique Lame
Fe2+ Pb2+ Cu2+ Zn2+ Al3+ Ag+
Fe Pb Cu Zn Al
Indiquer s'il y a réaction ou non, puis écrire l'équation de la réaction, en identifiant l'oxydant et le réducteur.
Ces différentes réactions sont spontanées et font passer des partenaires forts aux partenaires faibles.
Bernaud J. 2/4
oxydation réduction Solution de nitrate
d'argent ( Ag+) Lame
de Cuivre
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L'oxydant et le réducteur les plus forts des 2 couples donnent l'oxydant et le réducteur les plus faibles des deux couples. Règle du Gamma :
Ag+/Ag Cu2+/Cu
Pb2+/Pb Fe2+/Fe Zn2+/Zn Al3+/Al 3°) Classification quantitative
3.1)Piles électrochimiques
Elles sont constituées de deux compartiments renfermant chacun l'oxydant et le réducteur du couple.
La f.é.m dépend des concentrations molaires des solutions et de la température.
A l'aide d'un galvanomètre, on déduit le sens du courant. Ce dernier va, à l'extérieur de la pile de la demi-pile contenant le couple vers la demi-pile contenant le couple .
Donc la demi-pile positive est le compartiment contenant le couple ,
il s'y produit une : appauvrissement de la solution en ions .
La demi-pile négative est le compartiment contenant le couple ,
il s'y produit une : La lame de se ronge.
A l'aide d'un voltmètre on mesure la différence de potentiel entre les deux lames:
E = =
Bernaud J. 3/4
Force croissante des réducteurs
Force croissante des oxydants
Solution de sulfate de cuivre
Solution de sulfate de zinc
lame de Zinc lame de
Cuivre pont salin
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3.2)Classification quantitative: f.é.m de quelques piles Tester différentes associations.
La f.é.m est orientée depuis la demi pile renfermant le réducteur le plus fort vers la demi pile renfermant l'oxydant le plus fort.
3.3)Potentiel normal d'oxydoréduction
● Définition: le potentiel normal d'oxydoréduction est la valeur lue sur l'axe des potentiels, en adoptant comme origine le potentiel normal du couple H3O+/H2, comme concentration molaire pour les différentes solutions 1 mol.L-1. On le représente par: Π°
● F.é.m d'une pile
E = Π°p - Π°n
Ag+/Ag : Π° = 0,8 V Cu2+/Cu : Π° = 0,34 V
H3O+/H2 : Π° = 0V Pb2+/Pb : Π°= − 0,13 V
Fe2+/Fe : Π°= - 0,44 V Zn2+/Zn : Π°= - 0,76 V Al3+/Al : Π°= - 1,66 V
4°) Applications
Dans une pile, la réaction d'oxydoréduction est spontanée; elle s'accompagne d'une transformation d'énergie, dont une partie est transformée sous forme électrique. En fournissant de l' énergie électrique, il est possible de provoquer des réactions d'oxydoréduction non spontanées: c'est une électrolyse.
● Électrolyse : préparation de produits chimiques ( Eau de Javel), dépôts métalliques ( chromage, argenture...);
● Piles électrochimiques ( piles Leclanché, alcalines...);
● Accumulateurs: fonctionnement de manière réversible en pile et en électrolyseur
Bernaud J. 4/4
Potentiel normal croissant
