COMPLEMENTS DE COURS.

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1 UNIVERSITE DES ANTILLES Faculté de médecine Cours de Mr PELMARD Robert ag.fr UE 15 COMPLEMENTS DE COURS. OXYDO- REDUCTION. Une réaction acido- basique n est pas une réaction d oxydo- réduction. Je rappelle : Une base est un doublet d électrons capable d attaquer un H + (un proton). Exemple : OH - + H + H2O Le degré d oxydation de l oxygène dans OH- est II. Cet oxygène (rouge) se retrouve après réaction dans la molécule d eau formée. Son nombre d oxydation est toujours II. Idem pour les atomes d hydrogène en vert, nombre d oxydation à gauche et à droite est +I. Les nombres d oxydations n ont pas changé, ce n est pas une réaction d oxydo- réduction, c est une réaction acido- basique. Considérons une nouvelle réaction :

2 n.o veut dire nombre d'oxydation Na (s) + 1/2 O 2 Na 2 O n.o =0 n.o=0 n.o=+i n.o=-ii Le n.o du sodium est passé de 0 à +I Le sodium a été oxydé. Soit la réaction d oxydo- réduction suivante : le n.o de l'oxygène est passé de 0 à -II L'oxygène a été réduit C'est une réaction d'oxydo-réduction Ce n'est pas une réaction acido-basique Al(s) + H2O(l) Al(OH)4 - (aq) + H2(g) La réaction entre l aluminium solide (n.o=0) et l eau liquide qui conduit à l hydoxyde d aluminium et un dégagement de dihydrogène : Al (s) + H 2 O Al(OH) - 4(aq) + H 2(g) n.o=0 n.o=0 n.o=+i n.o=+iii l'aluminium a été oxydé car son nombre d'oxydation est passé de 0 à +III L'hydrogène a été réduit car son nombre d'oxydation est passé de +I à 0 On constate que cette équation n est pas équilibrée. Rappel sur le calcul du n.o de l aluminium dans Al(OH)4 - (aq) Appelons x le n.o de l aluminium.

3 Le n.o de l oxygène est II, celui de l hydrogène est +I. On obtient l équation suivante : x + (4*- 2) + ( 4*+1) = - 1. La charge de l agrégat est - 1 ( en rouge dans la formule), c est pourquoi on pose = - 1. La résolution de cette équation ( niveau primaire) donne : x 8 +4 =- 1 x 4 = - 1 x = 4-1 =+3. Si l agrégat n est pas chargée, alors on pose =0. Le réducteur voit son nombre d oxydation augmenté pour la réaction précédente, le réducteur est l aluminium. L oxydant voit son nombre d oxydation diminué, par conséquent, l oxydant est l eau, plus précisément, l hydrogène de l eau Lors d une réaction d oxydo- réduction, le réducteur est oxydé et l oxydant réduit, on aura toujours un couple rédox. Al(OH)4 - (aq) / Al(s) H2O/ H2 On a écrit les deux couples rédox sachant que le réducteur est l aluminium et l oxydant l eau. Chaque couple rédox possède un potentiel. Sachez que c est l oxydant du couple redox qui possède le potentiel le plus élevé oxydera le réducteur de l autre couple.

4 Dans notre cas, le couple qui possède le potentiel le plus élevé est celui du couple H2O/H2. ( 0 volt) Le potentiel du couple Al +III /Al 0 est - 1,6 volt. L oxydant du couple H2O/H2 ( en l occurrence H2O) oxydera le réducteur du couple Al +III /Al 0 en l occurrence Al. Equilibrage de la réaction : Al(s) + H2O(l) Al(OH)4 - (aq) + H2(g) La première étape consiste à identifier les couples rédox Al/Al(OH) - 4 et l autre couple H2O/H2. La deuxième étape est l écriture des deux demi- réactions : Al Al(OH) - 4 H2O H2 La troisième consiste à équilibrer les atomes qui ont été soit oxydés, soit réduits. Un atome d Al à gauche, un atome d Al à droite c est parfait. Deux atomes d hydrogène à gauche, deux atomes d hydrogène à droite. C est parfait. La quatrième étape consiste à équilibrer les atomes d oxygène en y ajoutant des molécules d eau Al + 4 H2O Al(OH) - 4 H2O H2 + H2O La cinquième étape consiste à équilibrer les Hydrogènes en y ajoutant des H + Al + 4 H2O Al(OH) H + H2O + 2H + H2 + H2O La sixème étape consiste à équilibrer les charges en y ajoutant les électrons Al + 4 H2O H2O + 2H + + 2e - Al(OH) H + + 3e - H2 + H2O

5 La septième étape, c est l équilibrage des électrons en multiplant les demi- équations par un nombre approprié : On a 2e - dans la première demi- équation et 3e - dans la seconde. La première équation sera multipliée par 2 tandis que la seconde sera multipliée par 3. Ce qui donnera un total de 6 e - dans chaque demi- réaction. (Al + 4 H2O Al(OH) H + + 3e - ) X 2 (H2O + 2H + + 2e - H2 + H2O) X 3 On aura en définitive : 2Al + 8 H2O 3H2O + 6H + + 6e - 2Al(OH) H + + 6e - 3H2 + 3H2O La huitième étape consiste à additionner les deus deli- réactions : 2Al + 8 H2O + 2Al(OH) H + + 6e - 3H2O + 6H + + 6e - 3H2 + 3H2O 2 Al + 11H2O + 6H + 2Al(OH) H + + 3H2 + 3H2O La neuvième étape est la simplification des demi- équations. 2 Al + 8H2O 2Al(OH) H + + 3H2 C est terminé. Je ne complique pas, car si vous etes en milieu basique, il faut ajouter des OH - de part et d autres etc Vous verrez la suite en deuxième année. A vous de jouer : Equilibrer les réactions suivantes : Cu/Cu 2+ et NO3 - /NO sachant que le potentiel du couple NO3 - /NO est plus élevé.

6 Autre exercice : Equilibrer les réactions suivantes : H2O2 + KMnO4 Mn 2+ + O2 S2O I - SO I2 Pour les ED, revoyez les ED sur les alcènes et les dérivés aromatiques.