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PROBLEME RESOLU n° 1-A : REVISION SUR LES REACTIONS D’OXYDOREDUCTION

 

1- RAPPELS : REACTIONS D’OXYDOREDUCTION


·
Un réducteur est une molécule ou un ion pouvant donner au moins un électron.

· Un oxydant est une molécule ou un ion pouvant recevoir au moins un électron.

· Un couple oxydant / réducteur est constitué d’un oxydant et d’un réducteur conjugués, c’est-à-dire reliés par :

Réducteur Oxydant + n e-(n est un entier positif)

· Une oxydation est une perte d'électrons. Un réducteur subit une oxydation.

· Une réduction est un gain d'électrons. Un oxydant subit une réduction.

· Règle du gamma direct : Dans une réaction naturelle, l’oxydant le plus fort des deux couples réagit avec le réducteur le plus fort des deux couples. (voir exemple et contre-exemple)

 

2- PROBLEME


ENONCE :


On donne quelques potentiels standard d'oxydoréduction E
o à 25 °C.

 

Bons oxydants (en haut, à gauche)

E0 en Volts

F2

.2,87

F-

O2

0,68

H2O2

I2

0,62

I -

Cu + +

0,34

Cu

S4O6 - - 

0,09 

S2O3 - - 

H2O 

H2 

Pb + +

- 0,13

Pb

Fe + +

 

- 0,44

Fe

Zn + +

 

- 0,75

 

Zn

 

Na+

- 2,71

Na

Bons réducteurs (en bas, à droite)

On peut transformer ce tableau en un échelle :

 

Echelle des potentiels standard d'oxydoréduction à 25 °C

Dire si les réactions suivantes sont naturelles ou si elles n'ont pratiquement pas lieu :

· I2 + 2 S2O3- - ® ... (1) (corrigé)

· H2O + Na + ® ... (2) (c)

· H2O2 + H2O2 ® ... (3) (c)

· Na + H2O ® ... (4) (c)

· I - + H2O ® ... (5) (c)


SOLUTION
 :


· (énoncé) La réaction I2 + 2 S2O3- - ® ... (1) est naturelle car elle obéit à la règle du Gamma direct.

Ajoutons les équations de demi-réaction (1a) et (1b) :

I2 + 2 e - ® 2 I - (un oxydant reçoit des électrons) (1a)

2 S2O3- - ® S4O6- - + 2 e - (un réducteur donne des électrons) (1b)

I2 + 2 S2O3- - ® 2 I - + S4O6- - (1)

Ox 1 + Red 2 ® Red 1 + Ox 2

La réaction (1) est possible mais seule une étude cinétique peut dire si elle lente ou rapide.

· (e) Le système H2O + Na + ® ... (2) est stable (revoir l'échelle).

· (e) La réaction (3) H2O2 + H2O2 ® O2 + 2 H2O est naturelle (Gamma direct) mais lente.

· (e) La réaction (4) Na + H2O ® Na + + ½ H2 + OH est naturelle (Gamma direct) et rapide. 

· (e) Le système (5) : I - + H2O est stable car c'est un gamma indirect qui relie les réactifs et les produits susceptibles de se former.

(Gamma inverse ou indirect) - Pratiquement aucune réaction n’a lieu

 

3- AIDE MEMOIRE : Pour tracer les échelles de potentiel d'oxydoréduction et de pKa :

Retenir O.R.B.A :

O.R. pour Oxydant | Réducteur et B.A. pour Base | Acide.

O.R.

pour l'échelle des potentiels d'oxydoréduction

 

B.A.

pour l'échelle des pKa

 

 

A VOIR :

Problème résolu n° 1-A ci-dessus : Révision sur les réactions d'oxydoréduction

Problème résolu n° 1-B : Oxydation des ions iodure par l'eau oxygénée (Bac)

Problème n° 1-C (à résoudre) : Cinétique de l'oxydation du zinc par H3O +

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