Les réactions acidobasiques et d'oxydoréduction

Résumé du document

En revanche, si un autre élément chimique intervient dans le couple redox, la méthode devient plus complexe. Il faut discerner si le milieu est acide ou basique. Il faut donc observer les espèces mises en lors de l'expérience. La seule différence consiste à ajouter en milieu basique des ions hydroxyde OH- afin de « neutraliser » les ions H+ (...)

Extraits

[...] La seule différence consiste à ajouter en milieu basique des ions hydroxyde OH- afin de neutraliser les ions H+. Ecrire les deux espèces du couple redox Ajuster l'élément concerné par la réaction si nécessaire Assurer la conservation de l'élément oxygène avec des molécules d'eau (H2O) Assurer la conservation de l'élément hydrogène avec des ions Ajuster les charges par un coefficient affecté aux électrons échangés Vérifier que les éléments et les charges sont conservés Exemple en milieu acide avec le couple MnO4- / Mn2+ MnO4- = Mn2+ MnO4- = Mn2+ + 4H2O MnO4- + 8H+ = Mn2+ + 4H2O MnO4- + 8H+ + 5e- = Mn2+ + 4H2O + 8 5 = 2 (les charges sont donc conservées) Exemple en milieu basique avec le couple BrO3- / Br2 BrO3- = Br2 2BrO3- = Br2 2BrO3- = Br2 + 6H2O 2BrO3- + 12H+ = Br2 + 6H2O (on procède comme si le milieu était acide) 2BrO3- + 12H+ + 10e- = Br2 + 6H2O 2BrO3- + 12H+ + 12OH- + 10e- = Br2 + 6H2O + 12OH- (on ajoute autant d'ion OH- que d'ion 2BrO3- + 12H2O + 10e- = Br2 + 6H2O + 12OH- (on sait que + OH- = H2O) 2BrO3- + 6H2O + 10e- = Br2 + 12OH- (on simplifie à gauche et à droite du signe = par 6H2O) Attention lorsque le réducteur d'un couple d'oxydoréduction contient un atome d'oxygène. [...]

[...] On obtient : 2Cr2O72- + 28H+ + 12e- = 4Cr3+ + 14H2O et 6H2O2 = 6O2 + 12H+ + 12e- On additionne ensuite les membres à gauche et à droite du signe égal. 2Cr2O72- + 28H+ + 12e- + 6H2O2 4Cr3+ + 14H2O + 6O2 + 12H+ + 12e- On élimine ensuite les électrons car il y en a autant de chaque côté et on réduit les H+. 2Cr2O72- + 16H+ + 6H2O2 4Cr3+ + 14H2O + 6O2 On simplifie les coefficients. Cr2O72- + 8H+ + 3H2O2 2Cr3+ + 7H2O + 3O2 Dans cette réaction l'eau oxygénée H2O2 est oxydée et les ions dichromate Cr2O72- sont réduits. [...]

[...] Exemple de réaction entre le fer métallique et les ions fer III. On en déduit les couples Fe2+ / Fe et Fe3+ / Fe2+ Fe2+ + 2e- = Fe et Fe3+ + = Fe2+ On a ensuite : Fe = Fe2+ + 2e- et 2Fe3+ + 2e- = 2Fe2+ L'équation donne : Fe + 2Fe3+ Fe2+ + 2Fe2+ soit Fe + 2Fe3+ 3Fe2+ Dans l'équation Ni + 2H+ H2 + Ni2+, parmi les réactifs, l'oxydant (qui a capté deux électrons) est les ions hydrogène et le réducteur (qui a libéré deux électrons) est l'atome de nickel. [...]

[...] D'après Brönsted, une base est une espèce chimique, ionique ou moléculaire, capable de capter au moins un proton H+. Les deux espèces HA et sont dites conjuguées et forment un couple acide / base noté, par convention, dans l'ordre : HA / A-. Ce couple est défini par la demi-équation acido-basique : acide = base + H+. On peut écrire : HA = + et BH+ = B + H+. L'eau qui constitue la base dans le couple H30+ / H2O et l'acide dans le couple H20 / HO- est un ampholyte. [...]

[...] Une oxydation correspond à une perte d'électrons : Red Ox + alors qu'une réduction correspond à un gain d'électrons : Ox + ne- Red. Le réducteur est oxydé et l'oxydant est réduit. Si une seule espèce intervient dans les couples d'oxydoréduction, on écrit l'équation sous la forme aOx + ne- = bRed. Pour le couple Fe3+(aq) / Fe2+(aq) par exemple, l'équation donne : Fe3+(aq) + = Fe2+(aq) Voici quelques couples : Mn+(aq) / ; / H2(g) ; I2(aq) / et S4O62-(aq) / S2O32-(aq) En revanche, si un autre élément chimique intervient dans le couple redox, la méthode devient plus complexe. [...]