Oxydoréduction: réaction entre un, métal et un cation métallique

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1 Nom; prénom: Oxydoréduction: réaction entre un, métal et un cation métallique Notions et contenus Réactions d oxydoréduction et transferts d électrons Capacités exigibles Définir les termes suivant : oxydant, réducteur, oxydation, réduction, couple oxydant/réducteur. Écrire une réaction d oxydoréduction, les couples oxydant/réducteur étant donnés. I) Tests de reconnaissance de cations métalliques Verser dans un tube à essais la solution contenant le cation à tester sur une hauteur d'environ 1 cm puis ajouter quelques gouttes du réactif. Compléter le tableau cidessous: Ion testé Couleur de la solution Formule de la solution Formule du réactif: ion réagissant Couleur, formule, nom du précipité Equation de la réaction cuivre II Cu 2+ fer II Fe 2+ zinc II Zn 2+ argent I Ag + Na + + HO ion hydroxyde HO Na + + HO ion hydroxyde HO Na + + HO ion hydroxyde HO Solution de chlorure de sodium : Na + + Cl ion chlorure Cl II) Mise en évidence d'une réaction d'oxydoréduction 1) Expériences et observations a) Réaction entre le fer et les ions cuivre II Dans un tube à essais, verser un peu de solution de sulfate de cuivre puis du fer en poudre. Agiter Observations: Interprétation: Quelle est la transformation subie par les ions cuivre (deux justifications)? Quelle est la transformation subie par le fer? Transvaser la solution dans un autre tube à essais et, en utilisant les résultats regroupés dans le tableau cidessus, valider cette hypothèse.

2 b) Réaction entre le zinc et les ions cuivre II Recommencer une expérience du même type que la précédente et noter cidessous les résultats: Dans un petit bécher, verser un peu de solution de puis une lame de. Observations: Interprétation: Quelle est la transformation subie par les ions cuivre (deux justifications)? Quelle est la transformation subie par le zinc? Transvaser la solution dans un autre tube à essais et, en utilisant les résultats regroupés dans le tableau cidessus, valider cette hypothèse. 2) Réaction d'oxydoréduction On appelle demiéquation électronique la réaction modélisant la transformation d'un ion métallique en métal ou inversement. Cette demiéquation électronique fait intervenir, comme son nom l'indique des électrons. D'une manière générale, elle s'écrira: M n+ + n e M ou bien M M n+ + n e. Pour les deux expériences précédentes, écrire les demiéquations électroniques ayant eu lieu: Demiéquations électroniques Comment peuton interpréter une réaction d'oxydoréduction? 3) Réaction inversable? Proposer une expérience pour savoir si les réactions précédentes sont inversables ou non. Réaliser cette expérience après avoir montré le protocole au professeur. Observations: Conclusion:

3 III) Définitions Un oxydant est une espèce chimique capable de gagner des électrons. Un réducteur est une espèce chimique capable de céder des électrons. Nommer les oxydants et les réducteurs dans les expériences précédente: Oxydant Réducteur Une oxydation est une perte d électrons. Une réduction est un gain d électrons. Ecrire les demiéquations électroniques correspondant à l'oxydation et à la réduction: Oxydation Réduction Une réaction d oxydoréduction est une réaction au cours de laquelle se produit un transfert d électrons. La réaction d oxydation se produit toujours en même temps que la réaction de réduction, car les électrons n existent pas en solution. Ecrire les équations bilan d'oxydoréduction: a) Fer ion cuivre II b) Zinc ion cuivre II Equation bilan IV) Peuton transformer Cu en Cu 2+? 1) Expérience (Ag + +NO 3 ) cuivre Réaliser l'expérience. Compléter le schéma après expérience. Quel est l aspect du solide? De quel métal peutil s'agir? Quel est l aspect de la phase liquide? Quel(s) ion(s) métallique(s) peutil contenir?

4 Comment mettre en évidence le cation métallique produit lors de la transformation? Faire les tests nécessaires pour confirmer l hypothèse émise et conclure. 2) Interprétation a) Quels sont les réactifs? b) D après vos observations et les tests effectués, quels sont les produits? c) Ecrire la demiéquation électronique traduisant la transformation des ions argent (I) en métal argent. d) Ecrire la demiéquation d oxydoréduction traduisant la transformation du métal cuivre en ion cuivre (II). e) Comment retrouveton l équationbilan de la réaction à partir des deux demiéquations électroniques écrites précédemment? Donner l équation bilan: f) Finalement, comment peuton interpréter la réaction s effectuant entre les ions argent (I) et le métal cuivre? Comment appelleton une telle réaction? g) Quelle est l espèce qui a subi une perte d électrons? Comment appelleton une telle espèce intervenant dans une réaction? Comment appelleton une réaction conduisant à une perte d électrons?

5 3) Couple oxydant / réducteur Dans certains cas : Cu Cu e et dans d'autres cas : Cu e Cu. Cu 2+ et Cu forment ainsi un couple. L oxydant du couple (ici Cu 2+ ) gagne des électrons. Cet oxydant subit une réduction (gain d électrons). Le réducteur du couple (ici Cu) perd des électrons. Ce réducteur subit une oxydation (perte d électrons). Le couple formé de Cu 2+ et de Cu est un couple oxydant/réducteur qu on note : Cu 2+ / Cu. réduction Sa demi équation est la suivante : Oxydant + ne = Réducteur oxydation 4) Généralisation Pour un couple redox M n+ /M, la demiéquation électronique s écrit : M n+ est l oxydant, M le réducteur et n correspond au nombre d électrons transférés. Par convention, on écrit toujours l oxydant en premier. Donner en utilisant cette représentation, les autres couples oxydantréducteurs utilisés dans ce TP.