Physique-Chimie — Terminale
Réactions d'oxydoréduction — Terminale Chimie
Nombre d'oxydation, demi-équations rédox, piles électrochimiques et électrolyse.
Par ProfBot
Réactions d'oxydoréduction — Terminale Chimie
🎯 Objectif : Écrire des équations rédox et comprendre le fonctionnement des piles.
1. Oxydation et réduction
Oxydation : perte d'électrons (le réducteur s'oxyde). Réduction : gain d'électrons (l'oxydant se réduit).
💡 ROC-ROO : Réducteur s'Oxyde / Oxydant se Réduit
Couple rédox : Ox/Red avec Ox + ne⁻ ⇌ Red
2. Nombre d'oxydation
- Élément simple → 0
- Ion monoatomique → charge de l'ion
- H dans composé → +1 (sauf hydrures → −1)
- O dans composé → −2 (sauf peroxydes → −1)
- Somme = charge totale de l'entité
Exemple MnO₄⁻ : x + 4(−2) = −1 → x = +7
3. Écriture des demi-équations
- Écrire les éléments qui s'échangent
- Équilibrer les atomes (sauf H et O)
- Équilibrer O avec H₂O
- Équilibrer H avec H⁺
- Équilibrer les charges avec e⁻
Exemple : MnO₄⁻ → Mn²⁺ (milieu acide)
MnO₄⁻ + 8H⁺ + 5e⁻ → Mn²⁺ + 4H₂O
4. Équation bilan
Combiner les demi-équations en égalisant les électrons.
Exemple : MnO₄⁻ + H₂C₂O₄
- Oxydant (×2) : MnO₄⁻ + 8H⁺ + 5e⁻ → Mn²⁺ + 4H₂O
- Réducteur (×5) : H₂C₂O₄ → 2CO₂ + 2H⁺ + 2e⁻
Bilan : 2MnO₄⁻ + 5H₂C₂O₄ + 6H⁺ → 2Mn²⁺ + 10CO₂ + 8H₂O
5. Piles électrochimiques
Anode (−) : oxydation (métal se dissout). Cathode (+) : réduction (dépôt ou réduction des ions).
Pile Daniell (Zn/Cu) :
Anode : Zn → Zn²⁺ + 2e⁻
Cathode : Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu
Bilan : Zn + Cu²⁺ → Zn²⁺ + Cu
6. Loi de Faraday (électrolyse)
m = (M × I × t) / (n × F)
F = 96 485 C/mol n = nb d'électrons échangés
📝 Exercices
- Trouver le n.o. de Cr dans K₂Cr₂O₇.
- Équilibrer : Fe²⁺ + MnO₄⁻ → Fe³⁺ + Mn²⁺ (milieu acide).
- Masse de Cu déposée en 30 min à I = 2A.
✅ À retenir
Oxydation : perte e⁻ Réduction : gain e⁻
Anode : oxydation Cathode : réduction
Demi-équation : O → H₂O, H → H⁺, charges → e⁻
Faraday : m = MIt/(nF)