Chapitre :6 «Les piles et l oxydoréduction»

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1 Chapitre :6 «Les piles et l oxydoréduction» I. Qu'est-ce qu'un couple oxydant-réducteur? 1. Oxydants et réducteurs Un oxydant est une espèce capable de. Un réducteur est une espèce capable de Couple oxydant-réducteur Deux espèces, qui, au cours d'une transformation chimique, se transforment l'une en l'autre par gain ou perte d'électrons sont dites conjuguées et forment un couple oxydant-réducteur. Un tel couple se note :... Exemples : Al 3+ /Al est un couple oxydant-réducteur :. Cu 2+ /Cu est un couple oxydant-réducteur :. 3. Demi-équation d'oxydoréduction La demi-équation d'oxydoréduction (ou demi-équation électronique) associée à un couple Ox/Red traduit la transformation d'une espèce en l'autre : Ox + n.e- = Red Exemples : avec : n = nombre d'électrons perdus ou gagnés Les demi-équations d'oxydoréduction obéissent aux lois de conservation des éléments chimiques et de la charge électrique. : Le signe = traduit ces lois de conservation. Puisqu'une réaction d'oxydoréduction à lieu en solution aqueuse, l'ajustement des éléments oxygène s'effectue en faisant intervenir, si besoin, l'eau et des ions hydrogène dans l'équation selon la méthode MOHe suivante : Matiere Oxygene Hydrogene Electrons Exemple : Pour écrire la demi-équation d'oxydoréduction du couple Cr 2 O 7 2- /Cr 3+ (les ions Cr 2 O 7 2- sont appelés ions dichromate et les ions Cr 3+ ions chrome III), il faut suivre les étapes suivantes : Étape 1 : écrire l'oxydant à droite du égale, le réducteur à gauche et ajuster le nombre d éléments chrome Étape 2 : ajuster le nombre d éléments oxygène en ajoutant, si besoin, des molécules d eau. Étape 3 : ajuster le nombre d'éléments hydrogène en ajoutant, si besoin, des ions hydrogène. Étape 4 : ajuster le nombre de charges électriques en ajoutant, si besoin des électrons

2 II. Réaction d'oxydoréduction 1. Oxydation, réduction et oxydoréduction Une oxydation est une perte d'électrons. Une réduction est un gain d'électrons. Une réaction d'oxydoréduction est un transfert d'électrons du réducteur d'un couple vers l'oxydant d'un autre couple. Le réducteur du premier couple se transforme alors en son oxydant conjugue. L'oxydant du second couple se transforme alors en son réducteur conjugué. Attention : les électrons libres n'existent pas en solution. Tous les électrons cédés par le réducteur sont donc captés par l'oxydant. 2. Écriture de l'équation d'une réaction d'oxydoréduction L'équation d'une réaction d'oxydoréduction s'écrit en combinant les deux demi-équations associées aux couples mis en jeu de façon à égaliser le nombre d'électrons cédés et captés. Exemple : L'équation de la réaction d'oxydoréduction entre les ions cuivre II et l'aluminium métallique s'établit en appliquant les étapes suivantes : Couples mis en jeu : Cu 2+ / Cu et Al 3+ /Al Étape 1 : Ecrire la demi-équation électronique pour chaque couple : Couple : Cu 2+ / Cu Couple : Al 3+ /Al Étape 2 : Multiplier les coefficients de chaque demi-équation afin que le nombre d'électrons soit égal dans les deux demi-équations :.... Étape 3 : Combiner les deux demi-équations. Simplifier les électrons apparaissant à la fois parmi les réactifs et parmi les produits III.Les piles. 1. Transfert indirect d'électrons Une pile est le siège d'une réaction d'oxydoréduction entre deux couples. Elle convertit de l'énergie chimique en énergie électrique. Dans une pile, le transfert d'électrons ne s'effectue pas dans le système chimique mais est réalisé par l'intermédiaire d'un circuit extérieur dans lequel circulent des électrons. Remarque : par définition, une pile ne peut pas être rechargée. Par définition, un accumulateur peut être rechargé. Dans le commerce, on trouve des piles rechargeables, il s'agit d'une appellation pûrement commerciale et scientifiquement incorrecte.

3 2. Constitution d'une pile Bilan du TP : L'électrode ou a lieu l'oxydation est appelée l'anode. L'électrode où a lieu la réduction est appelée la cathode. Dans une pile, le pôle négatif est donc toujours l'anode et le pôle positif toujours la cathode. Remarque : Dans un accumulateur : - s'il est en train de débiter du courant, il joue le rôle d une pile : le pôle négatif est l'anode et le pôle positif la cathode - s'il est en train d'être recharge, il joue le rôle d électrolyse : le pôle négatif est la cathode et la pole positif l'anode.

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5 Faire l exercice 15 p 322

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