REVIZ.fr – Notion de couple redox

Niveau : première
Matière : chimie (l’énergie électrique en chimie)

Métal : cuivre Cu
Ion : cuivre II, noté Cu2+ Couleur en solution : bleu

Réactif de reconnaissance : ion hydroxyde HO

Test de reconnaissance : précipité bleu d’hydroxyde de cuivre II Cu(OH)2
Equation bilan : Cu2+ + 2HO Cu(OH)2

Remarques :

  • non soluble dans un excès de soude
  • soluble dans une solution de NH3 (couleur bleu céleste)

L’ion Fe2+

Métal : fer Fe
Ion : fer II, noté Fe2+ Couleur en solution : vert très clair

Réactif de reconnaissance : ion hydroxyde HO

Test de reconnaissance : précipité d’hydroxyde de fer II fe(OH)2
Equation bilan : Fe2+ + 2HO Fe(OH)2

Remarques :

  • ce précipité brunit au contact de l’air par formation d’un précipité d’hydroxyde de fer III Fe3+ (marron brique)

L’ion Zn2+

Métal : zinc Zn
Ion : zinc II, noté Zn2+ Couleur en solution : incolore

Réactif de reconnaissance : ion hydroxyde HO

Test de reconnaissance : précipité d’hydroxyde de zinc II Zn(OH)2
Equation bilan : Zn2+ + 2HO Zn(OH)2

Remarques :

  • le précipité est soluble dans un excès de soude et dans un excès d’ammoniac

L’ion Al3+

Métal : aluminium Al
Ion : aluminium III, noté Al3+ Couleur en solution : incolore

Réactif de reconnaissance : ion hydroxyde HO

Test de reconnaissance : précipité d’hydroxyde d’aluminium III Al(OH)3
Equation bilan : Al3+ + 3HO Al(OH)3

Remarques :

  • soluble dans un excès de soude
  • insoluble dans un excès d’ammoniac

L’ion Mg2+

Métal : magnésium Mg
Ion : magnésium II, noté Mg2+ Couleur en solution : incolore

Réactif de reconnaissance : ion hydroxyde HO

Test de reconnaissance : précipité blanc d’hydroxyde de magnésium II Mg(OH)2
Equation bilan : Mg2+ + 2HO Mg(OH)2

Remarques :

  • insoluble dans un excès de soude
  • insoluble dans l’ammoniac

L’ion Ag+

Métal : argent Ag
Ion : argent I, noté Ag+ Couleur en solution : incolore

Réactif de reconnaissance : Chlorure Cl

Test de reconnaissance : précipité blanc de chlorure d’argent AgCl

Equation bilan :

Ag+ + Cl AgCl

Remarques :

  • ce précipité noircit à la lumière

L’ion Pb2+

Métal : plomb Pb
Ion : plomb II, noté Pb2+ Couleur en solution : incolore

Réactif de reconnaissance : iodure I

Test de reconnaissance : précipité jaune d’iodure de plomb Pb(I)2
Equation bilan : Pb2+ + 2I Pb(I)2

L’ion H+

Ion : hydrogène H+ Couleur en solution : incolore

pH : < 7 Test de reconnaissance :

  • Bleu de Bromothymol (BBT, vert) : devient jaune
  • Hélianthine (jaune) : devient rose

L’ion HO

Ion : hydroxyde HO Couleur en solution : incolore

pH : > 7 Test de reconnaissance :

  • Bleu de Bromothymol (BBT, vert) : devient bleu
  • Hélianthine (jaune) : devient jaune/orange
  • Phénolphtaléïne (incolore) : devient rose

Lorsque l’on plonge un clou en fer dans une solution de cuivre II (Cu2+ + SO42-), le clou se recouvre d’un dépôt rougeâtre. La réaction est spontanée et exothermique.

Fe + Cu2+ Fe2+ + Cu

Il y a un transfert d’électrons : le nombre d’électrons cédés par le fer est égal au nombre d’électrons captés par les ions Cu2+.
La réaction inverse ne se produit pas.

Réaction entre les ions argent (Ag+) et le métal cuivre Cu

Lorsque l’on plonge une plaque de cuivre dans une solution de nitrate d’argent (Ag+ + NO3), on observe un dépôt d’argent et la solution devient bleue.

Cu + 2Ag+ Cu2+ + 2Ag

Il y a un transfert d’électrons. La réaction inverse ne se produit pas.

Réaction entre les ions cuivre II (Cu2+) et le métal zinc Zn

Lorsque l’on plonge une plaque de zinc dans une solution de sulfate de cuivre II (Cu2+ + SO42-), on observe un dépôt spongieux aux reflets rouges. La réaction est exothermique.

Zn + Cu2+ Zn2+ + Cu

Il y a un transfert d’électrons. La réaction inverse ne se produit pas.

Oxydation = perte d’électron(s) par une entité chimique Réduction = gain d’électron(s) par une entité chimique Un réducteur est une entité chimique qui peut céder des électrons. Un réducteur réduit une autre entité chimique. Un réducteur subit une oxydation (= il est oxydé). Un oxydant est une entité chimique qui peut capter des électrons. Un oxydant oxyde une autre entité chimique.

Un oxydant subit une réduction (= il est réduit).

Principe d’une réaction d’oxydo-réduction

Oxydation et réduction sont toujours simultanées.
On appelle réaction d’oxydo-réduction ou réaction rédox une réaction au cours de laquelle il y a un transfert d’électrons du réducteur à l’oxydant.

Couple rédox

A tout oxydant est associé un réducteur, et inversement. On parle de couple rédox. On le note oxydant / réducteur (attention au sens !).

Par exemple : Cu2+ / Cu

Un couple rédox vérifie la demi-équation électronique : oxydant + n e réducteur

On utilise une double flèche car la réaction peut avoir lieu dans les 2 sens.

Equation-bilan d’une réaction rédox

Toute réaction d’oxydo-réduction est la somme de 2 demi-équations électroniques écrites de manière à ce qu’il ne reste pas d’électrons.

Ox1 + n1 e Red1 x n2
Ox2 + n2 e Red2 x n1
______________________________________________________ n2 Ox1 + n1n2 e + n1 Red2 n2 Red1 + n1Ox2 + n1n2 e

Pour que le bilan ne contienne plus d’électrons, l’une des demi-équations est inversée.

La réaction naturelle a lieu entre le réducteur le plus fort et l’oxydant le plus fort pour donner le réducteur le plus faible et l’oxydant le plus faible.

Classification des couples les plus courants

Plus un réducteur est fort, plus l’oxydant associé est faible. On peut donc établir un classification :

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