Oxydoréduction

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La réaction de combustion est une réaction d'oxydoréduction.

Les réactions d'oxydoréduction, ou réactions redox, sont un des grands types de réactions chimiques. Une réaction d’oxydoréduction est une réaction qui met en jeu des couples d’espèces chimiques oxydant/réducteur.

Toute réaction chimique repose sur un échange de matière entre les différentes espèces qui rentrent en jeu. Dans les réactions d’oxydo-réduction, les oxydants « donnent » des électrons aux réducteurs. Ce sont des réactions que l’on voit souvent avec des métaux (d’ailleurs, la corrosion, qui produit la rouille, est une réaction d’oxydo-réduction : le fer est oxydé). Cependant, il existe une grande quantité d'autres réactions qui sont également des réactions d'oxydoréduction, par exemple les réactions de combustion, ou encore certaines réactions de notre métabolisme.

Une réaction d'oxydoréduction voit le déplacement d'électrons, donc on a l'apparition d'un courant électrique. Ce type de réaction est utilisé dans les piles et les accumulateurs pour transformer l'énergie chimique en électricité.

Les couples oxydant/réducteur[modifier | modifier le wikicode]

L'ion MNO4- contenu dans le permanganate de potassium en solution acide est un excellent oxydant.

En chimie, un oxydant est un accepteur d'électrons, tandis qu'un réducteur est un donneur d'életrons. On dit qu'un oxydant subit une réduction lorsqu'il accepte des électrons, et qu'un réducteur subit une oxydation lorsqu'il donne des électrons.

Les couples oxydant/réducteur ou Ox/Red sont composés de deux espèces chimiques liées par le fait que lors d'une réduction de l'oxydant du couple, celui-ci devient le réducteur du même couple. À l'inverse, le réducteur du couple subissant une oxydation devient l'oxydant du couple.

Quelques exemples de couples Ox/Red:

  • H+ / H2
  • Cu2+ / Cu : Les métaux, comme par exemple le cuivre (ci-contre) et le fer, sont très utilisés dans les réactions d'oxydoréduction.
  • MnO4- / Mn2+ : MnO4- (ion contenu dans le permanganate de potassium) est un puissant oxydant, c'est à dire que cette molécule accepte très bien les électrons, ce qui va permettre de facilement faire subir une oxydation à un réducteur.

Les réactions d'oxydoréduction impliquent très souvent non pas un seul, mais deux ou plus de couples Ox/Red. Dans une réaction impliquant deux couples, l'oxydant du premier couple va réagir avec le réducteur du deuxième couple pour former le réducteur du premier couple et l'oxydant du deuxième couple. En effet, le réducteur du deuxième couple va donner ses électrons et se convertir en l'oxydant de son couple. Les électrons libérés sont immédiatement acceptés par l'oxydant du premier couple, qui sera donc convertit en réducteur de son couple.

Le flux d'électrons entre le réducteur du deuxième couple et l'oxydant du premier explique courant électrique observé.

Potentiel d'oxydoréduction[modifier | modifier le wikicode]

Dans un couple Ox/Red, si l'oxydant est fort (s'il accepte facilement des électrons), le réducteur est faible (il donnera difficilement des électrons). À l'inverse, si le réducteur est fort, l'oxydant est faible. La puissance de l'oxydant et du réducteur d'un couple est indiquée à l'aide de ce qu'on appelle le potentiel d'oxydoréduction ou potentiel redox. C'est une grandeur en Volts mesurée en fonction du couple H+ / H2 (qui est de potentiel nul). Plus la valeur est positive, plus l'oxydant est puissant. Au contraire, si la valeur est très négative, c'est le réducteur qui est très puissant.

Oxydoréduction spontanée et non-spontanée[modifier | modifier le wikicode]

Shéma de la pile Daniell.

Un réaction d'oxydoréduction peut être spontanée ou non-spontanée. La spontanéité de la réaction dépendra des couples impliqués, mais également du milieu dans lequel elle a lieu (par exemple, une réaction impliquant le couple MnO4- / Mn2+ cité plus haut nécessite un milieu acide pour fonctionner correctement).

Dans une réaction impliquant deux couples, la réaction spontanée aura toujours lieu entre l'oxydant le plus fort et le réducteur le plus fort. Logiquement, il s'agira de l'oxydant d'un des deux couples et du réducteur de l'autre. Les réactions dans les piles électriques sont des réactions redox spontanées.

Vu que la réaction entre l'oxydant le plus fort et le réducteur le plus fort est spontanée, la réaction inverse est donc non-spontanée et n'aura pas lieu simplement en réunissant les deux réactifs. Il faudra la forcer à l'aide d'un apport d'énergie, en l'occurance en faisant passer un courant électrique. Cette réaction est nommée l'électrolyse. C'est cette réaction qui a lieu lorsqu'on recharge un appareil électrique.

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