L’essentiel
L’oxydoréduction est une réaction au cours de laquelle des électrons passent d’un réducteur, qui les cède, à un oxydant, qui les capte. Le réducteur subit une oxydation, l’oxydant subit une réduction. Chaque espèce appartient à un couple noté Ox/Red, comme Cu²⁺/Cu.
Oxydant et réducteur
Le mot oxydoréduction réunit deux phénomènes. Une oxydation est une perte d’électrons, une réduction est un gain d’électrons. Les deux ont toujours lieu en même temps : les électrons cédés par l’un sont captés par l’autre. On parle aussi de réaction redox, abréviation de réduction-oxydation.
Un oxydant capte un ou plusieurs électrons. Un réducteur cède un ou plusieurs électrons.
Astuce : Moyen mnémotechnique : l’oxydAnt Accepte les électrons, le Réducteur les Rend.
Le couple oxydant-réducteur
Un oxydant et un réducteur reliés par un échange d’électrons forment un couple, noté Ox/Red, avec l’oxydant à gauche. Le passage de l’un à l’autre s’écrit avec une demi-équation, où le signe = indique qu’elle peut se lire dans les deux sens.
| Couple | Oxydant | Réducteur | Demi-équation |
|---|---|---|---|
| Cu²⁺/Cu | Cu²⁺ | Cu | Cu²⁺ + 2 e⁻ = Cu |
| Zn²⁺/Zn | Zn²⁺ | Zn | Zn²⁺ + 2 e⁻ = Zn |
| Fe³⁺/Fe²⁺ | Fe³⁺ | Fe²⁺ | Fe³⁺ + e⁻ = Fe²⁺ |
| Ag⁺/Ag | Ag⁺ | Ag | Ag⁺ + e⁻ = Ag |
| H⁺/H₂ | H⁺ | H₂ | 2 H⁺ + 2 e⁻ = H₂ |
| I₂/I⁻ | I₂ | I⁻ | I₂ + 2 e⁻ = 2 I⁻ |
Écrire une demi-équation en milieu acide
Pour les couples plus complexes, applique ces étapes dans l’ordre.
- Écris l’oxydant et le réducteur de part et d’autre du signe =.
- Équilibre l’élément principal, celui qui n’est ni O ni H.
- Équilibre l’oxygène en ajoutant des molécules H₂O.
- Équilibre l’hydrogène en ajoutant des ions H⁺.
- Équilibre les charges en ajoutant des électrons e⁻ du côté de l’oxydant.
- Couple MnO₄⁻/Mn²⁺ : MnO₄⁻ + 8 H⁺ + 5 e⁻ = Mn²⁺ + 4 H₂O. Vérification des charges : −1 + 8 − 5 = +2 à gauche, +2 à droite.
Écrire l’équation d’une réaction d’oxydoréduction
On combine les deux demi-équations pour que tous les électrons cédés soient captés. Les électrons n’apparaissent jamais dans l’équation finale.
- Zinc dans une solution d’ions cuivre II. Zn = Zn²⁺ + 2 e⁻ et Cu²⁺ + 2 e⁻ = Cu. Bilan : Cu²⁺ + Zn → Cu + Zn²⁺.
- Ions permanganate et ions fer II. La demi-équation du fer est multipliée par 5 pour échanger 5 électrons. Bilan : MnO₄⁻ + 8 H⁺ + 5 Fe²⁺ → Mn²⁺ + 4 H₂O + 5 Fe³⁺.
Où trouve-t-on l’oxydoréduction ?
- Piles : l’échange d’électrons passe par un circuit extérieur et produit un courant.
- Corrosion : le fer est oxydé par le dioxygène de l’air.
- Combustions : le combustible est oxydé par le dioxygène.
- Eau de Javel : ses ions hypochlorite sont de puissants oxydants.
- Titrages : la décoloration du permanganate sert à doser certaines espèces.
Les erreurs à éviter
L’oxydant est oxydé L’oxydant est réduit
L’oxydant capte des électrons : il subit une réduction. C’est lui qui oxyde l’autre espèce.
Écrire Cu/Cu²⁺ Écrire Cu²⁺/Cu
Par convention, l’oxydant se place à gauche de la barre.
Laisser des électrons dans l’équation finale Les électrons doivent s’annuler
Il n’existe pas d’électrons libres en solution : ceux qui sont cédés sont tous captés.
Exercices corrigés
1. Un oxydant est une espèce qui…
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capte des électrons. L’oxydant capte des électrons.
2. Dans le couple Zn²⁺/Zn, quel est le réducteur ?
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Zn. Le réducteur est placé à droite : c’est le zinc métal, qui peut céder 2 électrons.
3. La transformation Zn → Zn²⁺ + 2 e⁻ est…
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une oxydation. Le zinc perd des électrons : il est oxydé.
4. Quelle est la demi-équation du couple Ag⁺/Ag ?
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Ag⁺ + e⁻ = Ag. Un seul électron compense la charge +1, et il se place du côté de l’oxydant.
5. Quelle est l’équation de la réaction entre Ag⁺ et Cu, qui donne Ag et Cu²⁺ ?
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2 Ag⁺ + Cu → 2 Ag + Cu²⁺. Le cuivre cède 2 électrons, chaque ion Ag⁺ n’en capte qu’un : il faut 2 ions Ag⁺.
6. Combien d’électrons faut-il dans Cr₂O₇²⁻ + 14 H⁺ + … e⁻ = 2 Cr³⁺ + 7 H₂O ?
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6. À gauche, sans les électrons : −2 + 14 = +12. À droite : 2 × 3 = +6. Il faut 6 électrons.
Questions fréquentes
Quelle est la différence entre oxydation et réduction ?
L’oxydation est une perte d’électrons, la réduction est un gain d’électrons. L’une ne se produit jamais sans l’autre.
Comment reconnaître une réaction redox ?
Cherche un transfert d’électrons : une espèce voit sa charge augmenter, une autre sa charge diminuer. Par exemple, Cu²⁺ devient Cu pendant que Zn devient Zn²⁺.
Faut-il de l’oxygène pour une oxydation ?
Non, malgré son nom. Toute perte d’électrons est une oxydation, même sans dioxygène.