Ressources · 1ʳᵉ · Physique-chimie (spécialité)
Fiche de révision : Réactions d’oxydoréduction
Oxydant, réducteur, oxydation et réduction, couple oxydant/réducteur ; la demi-équation électronique, d’un couple simple ou en milieu acide ; l’équation d’une réaction d’oxydoréduction établie à partir des deux couples ; le transfert d’électrons identifié à partir d’observations ; le suivi d’une transformation d’oxydoréduction par un tableau d’avancement et par les couleurs.
Réactions d’oxydoréduction
Fiche méthode
(Physique-chimie 1ʳᵉ spécialité · Constitution et transformations de la matière · Suivi de l’évolution d’un système)
La démarche pour une réaction d’oxydoréduction
1. Je repère les couples : pour chaque élément, la forme consommée et la forme formée ; l’oxydant s’écrit en premier.
2. J’écris les demi-équations : élément, puis O avec H₂O, H avec H⁺, charge avec e⁻ du côté de l’oxydant.
3. Je les oriente : réduction pour l’oxydant, oxydation pour le réducteur.
4. Je combine : électrons captés = électrons cédés, j’additionne, je simplifie H⁺ et H₂O.
5. Je vérifie éléments et charge, puis je fais le bilan avec un tableau d’avancement si on me le demande.
Cas 1 · Reconnaître l’oxydant et le réducteur
Réflexe — métal et ion : charge qui diminue, électrons gagnés, oxydant ; avec O ou H, j’écris la demi-équation.
Exemple. Sn(s) + 2 Ag⁺(aq) → Sn²⁺(aq) + 2 Ag(s). Qui est l’oxydant ?
Ag⁺ → Ag : gain d’un électron, l’ion argent est l’oxydant, il est réduit (couple Ag⁺/Ag). Sn → Sn²⁺ : l’étain cède 2 électrons, c’est le réducteur, oxydé (couple Sn²⁺/Sn).
Attention — l’oxydant est réduit, pas oxydé ; un couple s’écrit Ox/Red.
Cas 2 · Demi-équation d’un couple simple
Réflexe — éléments d’abord, puis électrons = écart de charge, du côté de l’oxydant.
Exemple. Couple Co²⁺/Co, écrit dans le sens de l’oxydation.
Charge +2 et 0 : 2 électrons. Co²⁺ + 2 e⁻ = Co, soit Co → Co²⁺ + 2 e⁻.
Attention — les électrons restent du côté de l’oxydant, même dans le sens de l’oxydation.
Cas 3 · Demi-équation en milieu acide
Réflexe — élément, O avec H₂O, H avec H⁺, charge avec e⁻.
Exemple. Couple IO₃⁻/I₂ (ion iodate / diiode).
2 IO₃⁻ = I₂ ; 6 O : + 6 H₂O à droite ; 12 H : + 12 H⁺ à gauche. Charges : −2 + 12 = +10 et 0. 2 IO₃⁻ + 12 H⁺ + 10 e⁻ = I₂ + 6 H₂O.
Attention — jamais d’O₂ ni de H₂ pour ajuster : seulement H₂O, H⁺ et e⁻.
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Cas 4 · Équation de la réaction
Réflexe — multiplier pour égaliser les électrons, additionner, simplifier.
Exemple. Le zinc réduit les ions fer(III) : couples Zn²⁺/Zn et Fe³⁺/Fe²⁺.
Zn → Zn²⁺ + 2 e⁻ ; Fe³⁺ + e⁻ → Fe²⁺, × 2. Zn + 2 Fe³⁺ → Zn²⁺ + 2 Fe²⁺. Charges : +6 de chaque côté.
Attention — multiplier toutes les espèces de la demi-équation ; aucun e⁻ dans le résultat.
Cas 5 · Exploiter des observations
Réflexe — espèce consommée + espèce formée du même élément = un couple.
Exemple. De l’eau de Javel (ions ClO⁻) est versée dans une solution incolore d’iodure de potassium en excès, puis on acidifie : le mélange brunit et bleuit avec l’empois d’amidon. Il se forme aussi des ions Cl⁻.
Empois d’amidon : du diiode s’est formé à partir de I⁻, qui a perdu des électrons : I⁻ est le réducteur (I₂/I⁻). ClO⁻ devient Cl⁻ : oxydant (ClO⁻/Cl⁻). ClO⁻ + 2 I⁻ + 2 H⁺ → Cl⁻ + I₂ + H₂O.
Attention — une couleur qui apparaît ou disparaît ne suffit pas : il faut savoir quelle espèce elle signale.
Cas 6 · Bilan de matière et couleur
Réflexe — tableau d’avancement ; réactif coloré limitant : la couleur disparaît.
Exemple. 2 Fe³⁺ + Sn²⁺ → 2 Fe²⁺ + Sn⁴⁺, avec 0,030 mol de Fe³⁺ (jaune-orangé) et 0,020 mol de Sn²⁺ ; transformation totale.
0,030 − 2x = 0 donne x = 0,015 ; 0,020 − x = 0 donne x = 0,020. mol, Fe³⁺ limitant : la teinte jaune-orangé disparaît. Il reste 0,020 − 0,015 = 0,005 mol de Sn²⁺.
Attention — les nombres stœchiométriques de l’équation, pas les nombres d’électrons, entrent dans le tableau.
Les pièges
- Dire que l’oxydant est oxydé.
- Écrire les électrons du côté du réducteur ou oublier d’ajuster l’élément avant la charge.
- Ajuster l’oxygène avec O₂ au lieu de H₂O.
- Laisser des électrons dans l’équation finale, ou multiplier seulement les électrons.
- Oublier de simplifier les H⁺ ou les H₂O présents des deux côtés.
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