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Réaction d'oxydo-réduction
 
I. Exemple de réaction d'oxydo-réduction (ou réaction rédox).
1. Réalisation de la transformation chimique.
On immerge de la paille fer dans une solution de sulfate de cuivre (II).
* Au bout de quelques secondes on observe alors sur la paille de fer un dépôt brun rouge (voir photographie).
* Au bout d'une durée suffisamment longue on observe ladécoloration de la solution de sulfate de cuivre (II).
2. Caractérisation des produits formés.
* Le dépôt métallique rouge-brun sur la paille de fer est identifié comme étant un dépôt de cuivre métallique.
* La solution incolore est filtrée puis traitée avec une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium. Il apparaît un précipité vert d'hydroxyde de fer (II) (voir photographie).
L'équation de laréaction peut alors s'écrire:
Fe(s) + Cu2+(aq) Fe2+(aq) + Cu(s)
3. Interprétation de la transformation chimique.
Au cours de cette transformation
* Le fer cède deux électrons. C'est un réducteur.
On écrira: |     Fe(s) = Fe2+(aq) + 2e- |
* L'ion cuivre (II) capte deux électrons. C'est un oxydant.
On écrira: |     Cu2+(aq) + 2e-= Cu(s) |
* Il apparaît donc que cette réactionmettant en jeu un oxydant et un réducteur, ou réaction rédox, consiste en un transfert de deux électrons du réducteur Fe(s) à l'oxydant Cu2+(aq).
On écrira:
  | Fe(s) |   =   | Fe2+(aq) + 2e- |
  |   |   |   |
  | Cu2+(aq) + 2e- |   =   | Cu(s) |
  | |
  | Fe(s) + Cu2+(aq) |      | Fe2+(aq) + Cu(s) |
Au cours de cette transformation le réducteur Fe(s) est oxydé et l'oxydant Cu2+(aq)est réduit.
II. Généralisation: théorie des oxydants et des réducteurs.
1. Définitions et exemples.
1.1 Les réducteurs.
Un réducteurs est une espèce susceptible de donner un ou plusieurs électron(s).
par exemple:
* Le zinc est un réducteur car il est capable de donner deux électrons en donnant l'ion zinc (II).
Zn(s) = Zn2+(aq) + 2e-
* L'ion fer (II) est un réducteur car il estcapable de donner un électron en donnant l'ion fer (III).
Fe2+(aq) = Fe3+(aq) + e-
1.2 Les oxydants.
Un oxydant est une espèce susceptible de capter un ou plusieurs électron(s).
Par exemple:
* L'ion tétrathionate (S4O62-(aq)) est un oxydant car il est capable de capter deux électrons en donnant l'ion thiosulfate(S2O32-(aq)).
S4O62-(aq) + 2e- = 2S2O32-(aq)
* L'ion permanganate(MnO4-(aq)) est un oxydant en milieu acide car il est capable de capter cinq électrons en donnant l'ion manganèse (II) (Mn2+(aq)).
MnO4-(aq) + 5e- + 8H+(aq) = Mn2+(aq) + 4H2O
1.3 Remarques.
* Les écritures précédentes sont appelées demi-équations d'oxydoréduction (ou demi-équations redox).
* L'écriture correcte de ces demi-équations rédox est fondée sur les lois de conservation des élémentsd'une part et de la charge électrique d'autre part. La méthode est donnée ci-dessous (Paragraphe III 1).
2. Couple oxydant / réducteur ou couple rédox.
2.1 définition.
Un couple oxydant / réducteur est l'ensemble formé par un oxydant et un réducteur qui se correspondent dans la même demi-équation rédox.
oxydant + ne- = réducteur
2.2 Exemples.
Les exemples suivants sont à connaître.
 Couple | Oxydant | Réducteur | Demi-équation rédox |
H+(aq) / H2(g) | ion hydrogène (aq) | dihydrogène | 2H+(aq) + 2e- = H2(g) |
Mn+(aq) / M(s) | cation métallique | métal | Mn+(aq) + ne- = M(s) |
Fe3+(aq) / Fe2+(aq) | ion fer (III) | ion fer (II) | Fe3+(aq) + e- = Fe2+(aq) |
MnO4-(aq) / Mn2+(aq) | ion permanganate | ion manganèse (II) | MnO4-(aq) + 5e- + 8H+(aq) = Mn2+(aq) + 4H2O |
I2(aq) /I-(aq) | diiode (aq) | ion iodure | I2(aq) + 2e- = 2I-(aq) |
S4O62-(aq) / S2O32-(aq) | ion tétrathionate | ion thiosulfate | S4O62-(aq) + 2e- = 2S2O32-(aq) |
2.3 Situation des oxydants et des réducteurs dans le tableau périodique des éléments.
* Les principaux oxydants sont les corps simples correspondant aux éléments situés à droite du tableau périodique des éléments (O2, Cl2...
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