Un oxydant est une espèce chimique capable de capter un ou plusieurs électrons.

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1 Nom :.. Prénom :.. Classe :. Activité ① OBJECTIFS Faire la différence entre oxydant, réducteur, oxydation et réduction. Ecrire une demi-équation d oxydo-réduction et du couple correspondant. 1- Oxydant et Réducteur 1-1 Définition d un oxydant Un oxydant est une espèce chimique capable de capter un ou plusieurs électrons. Les oxydants sont utilisés couramment comme désinfectants ou comme antiseptiques. Le diiode (I2) dans la bétadine ; Le dichlore (Cl2) ; Le péroxyde d hydrogène (H2O2) dont la solution aqueuse est appelée eau oxygénée ; Les ions permanganate (MnO4-) dans la liqueur de Dakin ; L ion hypochlorite (ClO-) dans l eau de javel. 1-2 Définition d un réducteur Un réducteur est une espèce chimique capable de céder un ou plusieurs électrons. Les aliments et les boissons contiennent naturellement ou par apport extérieur des réducteurs assurant leur conservations : Les «antioxygènes» codés entre E300 et E321 comme la vitamine C ou acide ascorbique E300 ou encore la vitamine E E307 ; L ion nitrite (nitrite de sodium E250) ; Le dioxyde de soufre (SO2), ajouté au vin pour contrôler sa fermentation. Remarque : les oxydants et les réducteurs peuvent être des atomes, des molécules ou des ions. 2- Couples oxydant/réducteur Un couple oxydant /réducteur est l ensemble d un oxydant et d un réducteur succeptible de s échanger un ou plusieurs électrons selon la demi équation d oxydo-réduction : Le couple s écrit : 3-1 Cas de couples simples Couples oxydo-réducteur ion métallique/métal Ecriture de la demi-équation Cu2+/Cu ion métallique/ion métallique Fe3+/Fe2+ ion hydrogène/dihydrogène H+/H2 diiode et ion iodure I2/I- 1

2 3-2 Cas de couples plus complexes COMMENT EQUILIBRER UNE REACTION D OXYDO-REDUCTION COMPLEXE Article 1 : Ecrire l ébauche de la demi-réaction sans les coefficients stœchiométriques Article 2 : Equilibrer les atomes de l élément commun à l oxydant et au réducteur. Article 3 : Equilibrer les atomes d oxygène en ajoutant des molécules d eau H 2 O. Article 4 : Equilibrer les atomes d hydrogène avec les ions H +. Article 5 : Equilibrer les charges électriques en utilisant des électrons e -. Exemples : Ecrire les demi-équations pour ces couples rédox complexes. Couple oxydo-réducteur Ecriture de la demi-équation MnO 4 - /Mn 2+ PbO 2 /Pb 2+ CH 3 COOH/C 2 H 5 OH Cr 2 O 7 2- /Cr 3+ CO 2 /(COOH) 2 2

3 Nom :.. Prénom :.. Classe :. Activité ② OBJECTIFS Ecrire une réaction d oxydo-réduction entre deux couples rédox. Placer les couples rédox dans une échelle de façon qualitative. 1- Oxydation et réduction Une oxydation est une perte d électrons, une réduction est un gain d électrons Réduction Oxydation 2- Réaction d oxydoréduction Une réaction d oxydo-réduction est un transfert d électons du réducteur d un couple oxydant/réducteur à l oxydant d un autre couple oxydant/réducteur. 3- Exemples 3-1 Action des ions cuivre II sur le magnésium On fait réagir le métal magnésium (Mg) sur l ion cuivre II (Cu2+) ; Il se dépose du cuivre métallique sur la lame de magnésium. Les couples rédox mis en jeu sont : Mg2+/Mg et Cu2+/Cu. Il faut écrire les demi-équations puis l équation bilan de la réaction. 3

4 3-2 Action des ions argent sur le cuivre métal On fait réagir le métal cuivre (Cu) sur l ion argent I (Ag + ). ; Il se dépose de l argent métallique sur la lame de cuivre. Les couples rédox mis en jeu sont : Cu 2+ /Cu et Ag + /Ag. Il faut écrire les demi-équations puis l équation bilan de la réaction. 4- Echelle qualitative rédox A partir des différentes réactions d oxydo-réduction entre les différents métaux, on peut effectuer un classement. 4

5 Nom :.. Prénom :.. Classe :. Activité ③ OBJECTIFS Faire le schéma d une pile rédox. Ecrire les réactions d oxydo-réductions aux bornes de la pile. 1- La pile de type Daniell Une pile est le siège d une réaction d oxydo-réduction entre deux couples rédox. C est un générateur électrochimique. Elle convertit de l énergie chimique en énergie électrique. Une pile est composée de deux demi-piles reliées par un pont salin. Chaque demi-pile est constituée du couple oxydo-réducteur. Dans l exemple proposé : Une électrode de cuivre (Cu) dans une solution de Cu2+. Une électrode de zinc (Zn) dans une solution de Zn2+ Si l on branche un voltmètre aux bornes de la pile, une tension apparait. Des électrons sont libérés à l électrode associée au pôle négatif, cette électrode est le siège d une oxydation. Des électrons sont captés à l électrode associée au pôle positif, cette électrode est le siège d une réduction. Le pôle négatif de la pile toujours le métal le plus réducteur. Ecriture des réactions aux bornes de la pile : (Couples : Cu2+/Cu et Zn2+/Zn) 5

6 2- Construction de l échelle des potentiels redox 2-1 L électrode Normale à Hydrogène (E.N.H.) C est une électrode particulière. Cette demi-pile est constituée d une électrode de platine et d hydrogène gazeux, plongé dans une solution acide à ph = 0. Sa tension de référence est égal à 0 V. 2-2 Les potentiels standards (E ) des couples rédox En associant cette demi-pile avec une autre demi-pile on a ainsi put attribuer un potentiel standard a chaque couple rédox, ce qui nous a permis de construire l échelle des potentiels standard (E ) pour chaque couple. (Cf : Table page 7 du poly) Pour mesurer la différence de potentielle d une pile, il suffit de fairer une différence entre le E + et E Mesure de la tension d une pile en connaissant les potentiels normaux de chaque couple On réalise la pile suivante : En s aidant de la classification des couples rédox, répondre aux questions suivantes : 1- Ecrire les demi-équations et l équation rédox de cette pile. 2- Indiquer les bornes de la pile et le sens des électrons circulant à l extérieur de la pile. 3- Mesurer la différence de potentielle de cette pile 6

7 Tableau des potentielles rédox 7

8 Activité 4 OBJECTIFS Ecrire les réactions rédox mis en jeu et calculer la concentration molaire d une solution inconnue en tenant compte des coefficients stœchiométriques de l équation. 1- Dosage par titrage Au cours d un titrage d oxydoréduction, on dose une solution contenant un oxydant par une solution contenant un réducteur ou le contraire Généralement, lors d un titrage d oxydoréduction, l équivalence est marquée par un changement de couleur. Les solutions utilisées sont généralement colorées. Exemples : Permanganate de potassium : solution violette. Fer II : solution vert clair. Iode : solution jaune marron. Dichromate de potassium : solution orange. Thiosulfate de potassium : solution incolore 2- Exemple : Dosage du dioxyde de soufre On dose V 1 = 10 ml d une solution de dioxyde de soufre par une solution de permanganate de potassium de concentration molaire C 2 = 0,02 mol.l -1. L équivalence est obtenu lorsque la solution titrée vire au rose, pour un volume V 2 = 12,6 ml. La solution titrante : permanganate de potassium ; Couple redox : MnO 4 - / Mn 2+ Solution titrée : solution de dioxyde de soufre ; couple redox : SO 4 2- / SO Equations de la réaction de titrage 8

9 Equivalence et proportions stœchiométriques A l équivalence les réactifs sont introduits dans les proportions stœchiométriques. Si l on considère l équation : a A + b B c C + d D A et B sont dans les proportions stœchiométriques si : 2-2 Calculer la concentration molaire en dioxyde de soufre 2-3 Calculer la concentration massique en dioxyde de soufre 9