Réactions d oxydoréduction
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- Léonie Marie-Hélène St-Amour
- il y a 5 ans
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1 Réactions d oxydoréduction Prévision des réactions Méthodes d écriture des réactions Tables des potentiels standards Exercices Solutions des exercices Jacques Collot - Oxydo- réduction Page 1 de 9
2 Prévision des réactions Comment déterminer si une réaction Redox est possible? Soit la réaction ClO I Cl I 1) Déterminer l espèce qui s oxyde et celle qui se réduit. ClO Cl Réduction I I Oxydation ) Déterminer les couples Oxy/Red et trouver les valeurs des potentiels normaux dans une table (Voir annexe) o ClO / Cl E 0.89V o I / I E 0,5V ) Disposer les couples par valeur décroissante de E o o ClO Cl E 0.89 V o I I E 0.5V ) Identifier les espèces présentes au départ (= les réactifs) o ClO Cl E 0.89V o I I E 0.5V 5) La réaction est possible si l échange des électrons se fait du bas-droit vers le haut-gauche o ClO Cl E 0.89V Transfert o I I E 0.5V des électrons Jacques Collot - Oxydo- réduction Page de 9
3 En résumé : OX 1 RED 1 Couple 1 Force des oxydants Transfert d e - Force des réducteurs OX RED Couple Ou bien Réduction = Capture d e - OX1 RED OX RED1 Oxydation = Perte d e - Exemple : La réaction suivante est impossible : Zn Cu En effet : o Cu Cu E 0,16 V o Zn Zn E 0.7 V Jacques Collot - Oxydo- réduction Page de 9
4 Méthode d écriture des réactions. Milieux acides. Soit à équilibrer FeSO Cr O Fe SO Cr SO SO 7 1. Identifier l espèce qui s oxyde et celle qui se réduit, puis séparer l équation en deux équations qui représentent la demi-réaction d oxydation ainsi que la demiréaction de réduction. Fe Fe oxydation 7 ( ) Cr O Cr ( réduction). Équilibrer l équation de chacune des demi-réactions en ce qui concerne tous les éléments autres que l oxygène et l hydrogène (pour autant que l oxygène et l hydrogène restent au même étage d oxydation). Fe Cr O Fe 7 Cr. Équilibrer chaque demi-réaction en ce qui concerne l oxygène. Pour ce faire, ajouter le nombre approprié de H O du côté déficitaire en atomes d oxygène. Fe Fe Cr O Cr 7H O 7. Équilibrer chaque équation de demi-réaction en ce qui concerne l hydrogène en ajoutant le nombre approprié de H + du côté déficitaire en atomes d hydrogène. Fe Fe 1H Cr O Cr 7H O 7 5. Équilibrer chaque équation de demi-réaction vis-à-vis des charges en ajoutant le nombre approprié d électrons du côté ou apparaissent des charges positives excédentaires. Fe Fe e 1H Cr O 6e Cr 7H O 7 Jacques Collot - Oxydo- réduction Page de 9
5 6. Rendre égal le nombre des électrons qui sont fournis par la demi-réaction d oxydation à celui des électrons qui sont consommés par la demi-réaction de réduction (conservation des électrons). 6Fe 6Fe 6e 1H Cr O 6e Cr 7H O 7 7. Pour obtenir l équation équilibrée globale, on additionne les équations équilibrées des deux demi-réactions en veillant à simplifier ou à combiner les termes semblables selon ce qui sied. 6Fe 6Fe 6e 1H Cr O 6e Cr 7H O 7 6Fe 1H Cr O 6Fe Cr 7H O 7 8. Écrire l équation ainsi équilibrée en complétant avec les ions contenus dans la solution 6Fe 1H Cr O 6Fe Cr 7H O 1 7 6SO 7SO 9SO SO SO 6FeSO 7H SO Cr O Fe SO Cr SO SO 7H O 7 Ligne : Le Cr O introduit qui se retrouvent de l'autre côté. Ligne 7 Membre de gauche : Les 6 Fe introduisent 6SO Les 1 H correspondent à 7SO Total : 1SO Membre de droite : Les 6 Fe demandent 9SO Les Cr demandent SO Les (de la ligne ) demandent 1SO Total : 1SO Jacques Collot - Oxydo- réduction Page 5 de 9
6 Milieux basiques. Equilibrer la réaction : F NaOH NaBrO NaBrO NaF 1. Identifier l espèce qui s oxyde et celle qui se réduit, puis séparer l équation en deux équations qui représentent la demi-réaction d oxydation ainsi que la demiréaction de réduction. BrO BrO ( oxydation) F F ( réduction). Équilibrer l équation de chacune des demi-réactions en ce qui concerne tous les éléments autres que l oxygène et l hydrogène (pour autant que l oxygène et l hydrogène restent au même étage d oxydation). BrO F BrO F. Équilibrer chaque demi-réaction en ce qui concerne l oxygène. Pour ce faire, on commence par ajouter, du côté où il y a de l oxygène en excès, un nombre de H O égal au nom de O en excès. BrO BrO H O F F. Équilibrer chaque équation de demi-réaction en ce qui concerne l oxygène et l hydrogène en ajoutant un nombre de OH - double par rapport au nombre de H O qui ont été rajoutées lors de l étape, mais du côté apposé à celui où les H O ont été placés. OH BrO BrO H O F F 5. Équilibrer chaque équation de demi-réaction vis-à-vis des charges en ajoutant le nombre approprié d électrons du côté ou apparaissent des charges positives excédentaires. OH BrO BrO H O e F e F Jacques Collot - Oxydo- réduction Page 6 de 9
7 6. Rendre égal le nombre des électrons qui sont fournis par la demi-réaction d oxydation à celui des électrons qui sont consommés par la demi-réaction de réduction (conservation des électrons). OH BrO BrO H O e F e F 7. Pour obtenir l équation équilibrée globale, on additionne les équations équilibrées des deux demi-réactions en veillant à simplifier ou à combiner les termes semblables selon ce qui sied. OH BrO BrO H O e F e F OH BrO F BrO H O F 8. Écrire l équation ainsi équilibrée en complétant avec les ions contenus dans la solution OH BrO F BrO H O F 1 Na Na Na Na F NaOH NaBrO NaBrO NaF H O Ligne : les OH introduisent Na le BrO H introduit 1Na Jacques Collot - Oxydo- réduction Page 7 de 9
8 Equations Rédox Identifier l'espèce qui s'oxyde et celle qui se réduit, puis séparer l'équation en deux équations qui représentent la demi-réaction d'oxydation ainsi que la demi-réaction de réduction. Équilibrer l'équation de chacune des demi-réactions en ce qui concerne tous les éléments autres que l'oxygène et l'hydrogène (pour autant que l'oxygène et l'hydrogène restent au même étage d'oxydation). Milieu basique Équilibrer chaque demi-réaction en ce qui concerne l'oxygène. Pour ce faire, ajouter le nombre approprié de H O du côté déficitaire en atomes d'oxygène. Équilibrer chaque demi-réaction en ce qui concerne l'oxygène. Pour ce faire, on commence par ajouter, du côté où il y a de l'oxygène en excès, un nombre de H O égal au nom de O en excès. Équilibrer chaque équation de demiréaction en ce qui concerne l'hydrogène en ajoutant le nombre approprié de H + du côté déficitaire en atomes d'hydrogène. Équilibrer chaque équation de demi-réaction en ce qui concerne l'oxygène et l'hydrogène en ajoutant un nombre de OH - double par rapport au nombre de H O qui ont été rajoutées lors de l'étape, mais du côté apposé à celui où les H O ont été placés. Équilibrer chaque équation de demi-réaction vis-à-vis des charges en ajoutant le nombre approprié d'électrons du côté ou apparaissent des charges positives excédentaires. Vérifier en utilisant les nombres d oxydation que le nombre d électrons échangés est correct. Rendre égal le nombre des électrons qui sont fournis par la demi-réaction d'oxydation à celui des électrons qui sont consommés par la demi-réaction de réduction (conservation des électrons). Pour obtenir l'équation équilibrée globale, on additionne les équations équilibrées des deux demi-réactions en veillant à simplifier ou à combiner les termes semblables selon ce qui sied. Écrire l'équation ainsi équilibrée en complétant avec les ions contenus dans la solution Jacques Collot - Oxydo- réduction Page 8 de 9
9 Cas particulier : L eau oxygénée Réduction (Oxydant) Milieu basique : H O e OH : H O H e H O Oxydation (Réducteur) Milieu basique : H O OH O H O e : H O O H e Jacques Collot - Oxydo- réduction Page 9 de 9
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13 Exercices Série A Equilibrer 1. FeCl SnCl FeCl SnCl. Br NaOCl H O Br NaCl OH. ClO P H SO H O H PO SO Cl. H SeO MnO H SO H SeO MnSO SO H O 5. ClO FeSO H SO Fe SO Cl H O 6. FeCl HNO HCl FeCl HNO H O 7. MnSO NO Na CO Na MnO NO CO Na SO 8. MnO H SO H O MnSO SO H O O 9. NaOH Cl NaCl NaClO H O 10. Ag HNO AgNO NO H O 11. HCl HNO H O Cl ClNO 1. MnO OH MnO Mn O H O 1. Cr O NaNO Na CO Na CrO CO NaNO 1. MnSO IO H O SO MnO IO H SO 15. Cu H SO CuSO SO H O 16. Cr O H SO Cr SO SO H O O As O H O I As O HI I Cr O Cr O I CrO 7 Série B 1. CuO Mg. Al O Mg Jacques Collot - Oxydo- réduction Page 1 de 9
14 . Mn O. CO Al Mg 5. Fe O Al 6. Al HCl C H O Al O CH 9. Combustion complète C Carburation de l aluminium O Combustion incomplète Série C Complétez et équilibrez (entre parenthèse figurent le milieu ainsi que les contre-ions conseillés). a) MnO COOH Mn CO Acide, SO, b) MnO HCCOH Mn CO Acide, SO, c) Cr O C Cr CO Acide, SO, 7 d) I S O S O I Na e) Br SO Br SO Légèrement acide f ) ClO I Cl I Acide, Na, SO g) BrO NH Br N Basique, Na h) H O Mn MnO Basique, Na, SO i) H O Cr CrO Basique,, Cl j) Cu HNO Cu NO k) Zn HNO Zn NH l) Ag CN O Ag CN OH Légèrement basique, m) IO SO I SO Acide, Jacques Collot - Oxydo- réduction Page 1 de 9
15 Série D Complétez et équilibrez (entre parenthèse figurent le milieu ainsi que les contre-ions conseillés). a) MnO Mn MnO Acide,, Cl b) MnO ClO MnO ClO Basique, c) MnO NO MnO NO Basique, d) Cr O Sn Cr Sn Acide,, Cl 7 e) Cr O S Cr SO Acide,, SO 7 SO Acide f ) I S I S Acide g) Cl S Cl h) Cl CrI Cl CrO IO ( Basique, ) i) I AsO I AsO Légèrement basique, Na j) Zn NO Zn OH NH Basique, k) NiO Fe Ni Fe Basique l) Fe O Al Fe Al m) Al H O AlO H Basique, n) CuS HNO Cu S NO o) H O PbS PbSO Acide, Cl p) AsO I I AsO Acide, Na, SO q) BiO Mn MnO Bi Acide,, NO r) ClO CrO Cl CrO Basique, s) ClO As S Cl S AsO Acide, t) PbO Mn PbO MnO Basique, Jacques Collot - Oxydo- réduction Page 15 de 9
16 Série A 1. FeCl SnCl FeCl SnCl Fe e Fe Sn Sn e Fe Sn Fe Sn FeCl SnCl FeCl SnCl. Br NaOCl H O Br NaCl OH Milieu Basique Br Br e H O ClO e Cl OH Br ClO H O Br Cl OH Br NaClO H O Br NaCl OH. ClO P H SO H O H PO SO Cl 1H ClO 10e Cl 6H O H O P PO 8H 5e ClO H O P Cl PO H H SO SO H ClO P H SO H O Cl H PO SO. H SeO MnO H SO H SeO MnSO SO H O 5 H O SeO SeO H e 8H MnO 5e Mn H O 5SeO MnO 6H 5SeO Mn H O H H H SO 6H SO SO 5H SeO MnO H SO 5H SeO MnSO SO H O Jacques Collot - Oxydo- réduction Page 16 de 9
17 5. ClO FeSO H SO Fe SO Cl H O 6 Fe Fe e 6H ClO 6e Cl H O 6SO 6SO SO SO 6Fe 6H ClO Cl 6Fe H O 6FeSO ClO H SO Cl Fe SO H O 6. FeCl HNO HCl FeCl HNO H O Fe Fe e H NO e NO H O Fe H NO Fe NO H O Cl Cl H 9Cl H FeCl HNO HCl FeCl HNO H O 7. MnSO NO Na CO Na MnO NO CO Na SO H O Mn MnO 8H e H NO e NO H O H O Mn NO MnO H NO SO SO Na CO Na CO CO H H O CO MnSO NO Na CO Na MnO Na SO NO CO Jacques Collot - Oxydo- réduction Page 17 de 9
18 MnO H SO H O MnSO SO H O O 8. 8H MnO 5e Mn H O 5 H O O H e MnO 5H O 6H Mn 5O 8H O SO SO MnO 5H O H SO MnSO SO 5O 8H O NaOH Cl NaCl NaClO H O Milieu basique 9. Cl e Cl OH Cl ClO e H O OH Cl Cl ClO H O Na Na Na NaOH Cl NaCl NaClO H O NaOH Cl NaCl NaClO H O 10. Ag HNO AgNO NO H O Ag Ag e H NO e NO H O NO NO Ag H NO Ag NO H O Ag HNO AgNO NO H O 11. HCl HNO H O Cl ClNO Cl Cl e H NO e NO H O H Cl NO Cl NO H O Cl Cl HNO HCl Cl ClNO H O Jacques Collot - Oxydo- réduction Page 18 de 9
19 1. MnO OH MnO Mn O H O Milieu basique OH MnO MnO H O e H O MnO e Mn O OH OH MnO Mn O MnO H O OH MnO Mn O MnO H O 1. Cr O NaNO Na CO Na CrO CO NaNO 5H O Cr O CrO 6e 10H H NO e NO H O H O Cr O NO CrO NO H Na Na Na CO Na CO H CO H O CO Cr O NaNO Na CO Na CrO NaNO CO 5 1. MnSO IO H O SO MnO IO H SO H O Mn MnO 8H 5e 5 H IO e IO H O H O Mn 5IO MnO 5IO 6H SO 5 5 SO SO SO H O MnSO 5IO SO MnO 5IO H SO Cu H SO CuSO SO H O 15. Cu Cu e SO SO H SO e SO H O Cu H SO Cu SO H O Cu H SO CuSO SO H O Jacques Collot - Oxydo- réduction Page 19 de 9
20 16. Cr O H SO Cr SO SO H O O 7 1H Cr O 6e Cr 7H O 7 7 Cr O Cr O O e 1H Cr O Cr Cr O 6O 7H O SO SO SO Cr O 9H SO Cr SO 9H O Cr O 16H SO Cr SO SO 6O 16H 0 7 CrO H SO Cr 7 SO SO O H O 17. As O H O I As O HI 5 H O As O As O e H 5 I e I H O As O I As O HI I Cr O Cr O I CrO 7 I I e 8H Cr O 6e Cr O H O 7 H O Cr O CrO H 7 6I 5Cr O I Cr O 8CrO I 5 Cr O I Cr O 8 CrO 7 Jacques Collot - Oxydo- réduction Page 0 de 9
21 Série B 1. CuO Mg Cu e Cu Mg Mg e Cu Mg Cu Mg CuO Mg Cu MgO. Al O Mg. Mn O Al Al e Al Mg Mg e Al Mg Al Mg Al O Mg Al MgO Mn e Mn Al Al e Mn Al Mn Al 9Mn 8Al 9Mn Al Mn O 8Al 9Mn Al O. CO Mg C e C C Mg Mg C CO Mg MgO C Mg Mg e 5. Fe O Al Fe e Fe Al Al e Fe Al Fe Al Fe O Al Fe Al O Jacques Collot - Oxydo- réduction Page 1 de 9
22 6. Al HCl Al Al e H e H Al 6H Al H Al 6HCl AlCl H 7. C H O 6 6 Combustion complète 6C 6C e 6H 6H 6e 15 O e O C H O 1C 1H 0O 6 6 C H O C H 6H O Al O C Carburation de l aluminium C e C 6O O 1e C 6O O C Al O O Al C CH 9. O Combustion incomplète C C e H H e O e O CH O CO H O Jacques Collot - Oxydo- réduction Page de 9
23 Série C a) MnO COOH Mn CO Acide, SO, [ MnO 8H 5e Mn H 0 ] COOH CO H e SO SO [ ] 5 MnO 5 COOH 6H Mn 8H O 10CO MnO 5 COOH H SO MnSO SO 8H O 10CO b) MnO HCCOH Mn CO Acide, SO, [ MnO 8H 5e Mn H O ] HCOOH CO H e SO SO [ ] 5 MnO 6H 5HCOOH Mn 8H O 5CO MnO H SO 5HCOOH MnSO 8H O 5CO SO c) Cr O C Cr CO Acide, SO, 7 [ Cr O 1H 6e Cr 7 H O ] 7 C HO CO H e 7 8SO 8SO [ ] Cr O 16H C Cr 8H O CO Cr O 8H SO C SO Cr SO CO 8H O 7 d) I S O S O I Na I e I SO SO6 e 6 I S O I S O Na Na I Na S O NaI Na S O 6 e) Br SO Br SO Légèrement acide Br e Br SO H O SO H e Br SO H O HBr H SO Jacques Collot - Oxydo- réduction Page de 9
24 f ) ClO I Cl I Acide, Na, SO ClO H e Cl H O I I e ClO H I Cl I H O Na SO Na Na Na SO NaClO H SO NaI NaCl Na SO I H O g) BrO NH Br N Basique, Na [ BrO H O e Br OH ] NH 6OH N 6H O 6e BrO NH Br N H O Na Na NaBrO NH NaBr N H O h) H O Mn MnO Basique, Na, SO - H O e OH Mn OH MnO HO e SO Na NaSO H O Mn OH MnO H O H O MnSO NaOH MnO Na SO H O i) H O Cr CrO Basique,, Cl [ H O e OH ] Cr OH CrO H O e [ 8 ] H O Cr 10OH CrO 8H O 6Cl 10 6Cl H O CrCl 10OH CrO 6Cl 8H O j) Cu HNO Cu NO Cu Cu e [ NO H e NO H O] Cu HNO Cu NO H O Jacques Collot - Oxydo- réduction Page de 9
25 k) Zn HNO Zn NH [ Zn Zn e ] NO 10H 8e NH H O 9NO 9NO Zn NO 10H Zn NH H O Zn 10HNO Zn NO NH NO H O l) Ag CN O Ag CN OH Légèrement basique, O H O e OH [ Ag CN Ag CN e ] O H O Ag 8CN Ag CN OH 8 8 O H O Ag 8CN Ag CN OH m) IO SO I SO Acide, Série D [ IO 6H 5e I H O ] SO HO SO H e [ ] 5 IO H 5SO I H O 5SO 8H 8H IO 5H SO I SO H SO H O a) MnO Mn MnO Acide,, Cl MnO H e MnO HO Mn HO MnO H e MnO Mn H O 5MnO H 6Cl 6Cl MnO MnCl H O 5MnO Cl HCl b) MnO ClO MnO ClO Basique, MnO HO e MnO OH ClO OH ClO HO e MnO ClO H O MnO ClO OH MnO ClO H O MnO ClO OH Jacques Collot - Oxydo- réduction Page 5 de 9
26 c) MnO NO MnO NO Basique, MnO HO e MnO OH NO OH NO H O e MnO NO H O MnO NO OH MnO NO H O MnO NO OH d) Cr O Sn Cr Sn Acide,, Cl 7 CrO 7 H 6e Cr 7HO Sn Sn e Cr O Sn 1H Cr Sn 7H O 7 6Cl 1Cl Cl 6Cl 1Cl Cr O SnCl 1HCl SnCl CrCl Cl 7H O 7 e) Cr O S Cr SO Acide, SO 7 CrO 7 1H 6e Cr 7H O S HO SO 8H 8e Cr O S H 8Cr SO 16H O SO 1SO SO 1 Cr O S 16H SO Cr SO 7 SO 16H O 7 f ) I S I S Acide I e I S S e I S I S H H I H S S HI g) Cl S Cl SO Acide Cl e Cl H O S SO 8H 8e Cl S H O 8Cl SO 8H H H Cl H S H O H SO 8HCl Jacques Collot - Oxydo- réduction Page 6 de 9
27 h) Cl CrI Cl CrO IO ( Basique, ) Cl e Cl 1 CrI 6OH CrO IO 1H O 1e 1Cl CrI 5OH Cl CrO 6H O 6IO 5 5 1Cl CrI 5OH CrO 6IO Cl 6H O i) I AsO I AsO Légèrement basique, Na I e I AsO OH AsO H O e I AsO OH I AsO H O Na Na Na Na I NaAsO NaOH NaI Na AsO H O j) Zn NO Zn OH NH Basique, Zn OH Zn OH e NO 6H O 8e NH 9OH Zn 7OH NO 6H O Zn OH NH 7 8 Zn 7OH NO 6H O Zn OH NH k) NiO Fe Ni Fe Basique NiO H O e Ni OH Fe Fe e NiO 6HO Fe Ni Fe 1OH NiO 6H O Fe Ni OH Fe OH l) FeO Al Fe Al Fe O 6e Fe O Al Al e Fe O Al Fe Al O Jacques Collot - Oxydo- réduction Page 7 de 9
28 m) Al H O AlO H Basique, Al OH AlO H O e HO e H OH Al H O OH AlO H Al H O OH H AlO n) CuS HNO Cu S NO S S e NO H e NO H O S NO H S NO H O 8 Cu 6NO Cu 6NO 8HNO CuS NO H O S Cu NO o) H O PbS PbSO Acide HO H e H O H O S SO 8H 8e H O S SO H O Pb Pb H O PbS PbSO H O p) AsO I I AsO Acide, Na, SO AsO H e AsO H O I I e AsO H I I AsO H O Na SO Na Na Na SO Na AsO NaI H SO I Na AsO H O Na SO q) BiO Mn MnO Bi Acide,, NO BiO 6H e Bi H O 5 Mn HO MnO 8H 5e 5BiO Mn 1H 5Bi MnO 7H O 5 NO 1NO 15NO NO Mn NO 5BiO 1HNO MnO 5Bi NO NO 7H O Jacques Collot - Oxydo- réduction Page 8 de 9
29 r) ClO CrO Cl CrO Basique, ClO HO e Cl OH OH CrO CrO H O e ClO CrO OH Cl CrO H O CrO ClO OH CrO Cl H O s) ClO As S Cl S AsO Acide, ClO 6H 6e Cl H O 5 AsS 8H O S AsO 16H 10e 5ClO As S 9H O 5Cl 9S 6AsO 18H 5 5 5ClO As S 9H O 6H AsO 9S 5Cl t) PbO Mn PbO MnO Basique,, Cl PbO HO e PbO OH 5 Mn 8OH MnO HO 5e 5PbO Mn 6OH 5PbO MnO H O Cl 6 Cl 5PbO MnCl 6OH 5PbO MnO Cl H O Jacques Collot - Oxydo- réduction Page 9 de 9
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