Oxydoréduction : bloqué complètement !

[invite9f14624f]

Bonjour à tous,

Voilà j'ai cette expérience:

Solution 1 : Solution acqueuse d'acide oxalique incolore et de formule C₂H₂O₄
Solution 2 : Solution de permanganate de potassium violette (K⁺ + MnO₄^-

On mélange les deux : la décolaration se produit quelques minutes après le mélange des solutions 1 & 2

L'exercice est

Ecrire l'équation chimique de la réation. Couples oxydant/réducteur mis en jeu : MnO₄^-/Mn²⁺ & CO₂/C₂H₂O₄

De plus en cherchant sur Internet j'ai trouvé sur Wikipédia ce ceci :

- L'élément qui perd un ou des électrons est appelé réducteur,
- L'élément qui capte un ou des électrons est appelé oxydant

C'est là que je comprends plus. En effet, prenons l'exemple du couple MnO₄^-/Mn²⁺ par définition on écrit les couple sous cette forme : oxydant/réducteur, n'est-ce pas ? Ce qui signifie que MnO₄^- est l'oxydant et que Mn²⁺ est le réducteur.

Or un oxydant est (d'après Wikipédia) celui qui capte des électrons. Cependant, il me semble que MnO₄^- a déjà des électrons en "trop" par rapport à Mn²⁺ nan ? Dans ce cas comme peut-il être l'oxydant puisqu'il a déjà plus d'électrons que son "copain" ?

De même, sur Wikipédia on trouve aussi :

- Oxydation : réducteur(1) -> oxydant(1) + ne^-
- Réduction : oxydant(2) + ne^- -> réducteur(2)

Mais comment savoir dans quel couple se déroule l'oxydation et dans quel couple se déroule la réduction ? Je ne sais pas si cette question rime à quelque chose !

Enfin bref, je suis complètement bloqué là ! Si quelqu'un pouvait me faire un petit cours car j'ai beau chercher sur Internet, je n'ai rien trouvé répondant à mes questions et je n'ai toujours pas compris !!

Merci par avance,
@micalement,
Robin.
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[invite665a0d0b]

Bonjour NesheK
Il faut calculer le nombre d'oxydation de MnO4- pour pouvoir le comparer à celui de Mn2+, pour le calculer il faut prendre en compte le nombre d'oxydation de l'oxygène dans ses combinaisons (-2) et écrire une équation ou X, le degré d'oxydation de Mn dans MnO4- auquel on ajoute autant de fois -2 qu'il y a d'atomes d'oxygène, est égal à la charge de l'ion MnO4-.
En espèrant avoir été assez clair..
Cordialement
rls

[invite9f14624f]

Raymond, merci pour ta réponse.

Cependant, qu'entends-tu par "nombre d'oxydation" ? Et d'où sort le -2 pour l'oxygène dont tu me parles ?

Et surtout, les questions qui sont importantes pour moi :
- Comment savoir avec quel couple écrire la demi-équation de réduction et avec quel couple écrire la demi-équation d'oxydation ? Et pourquoi ?

- Dans un couple oxydant/réducteur, l'élément placé avant le slash (/) est-il toujours l'oxydant et l'autre (après le / donc) le réducteur ?

Le plus simple serait peut-être de me donner les deux demis équations (réduction et oxydation) et de m'expliquer pourquoi tel élément est le réducteur et pour pourquoi tel autre est l'oxydant.

Ce que je ne comprends pas c'est qu'en fait il faut écrire 2 demi-équations, une de réduction et une d'oxydation, lesquelles comprenant à chaque fois un oxyadant et un réducteur, c'est assez confus. Et surtout avec quel couple écrire chaque équation et pour quelle raison...

Merci beaucoup, si j'y comprends quelque chose un jour ce sera un miracle !!

@micalement,
Robin.

[invite9f14624f]

Pour les demis-équation, j'en suis là:

- Demi-équation de réduction :
Avec ce couple : CO₂/C₂H₂O₄

2CO₂ + 2H⁺ + 2e^- -> C₂H₂O₄

- Demi-équation d'oxydation :
Avec ce couple : MnO₄^-/Mn²⁺ mais je parviens pas à équilibrer.
La formule étant réducteur -> oxydant + ne^-
Le problème c'est qu'il doit y avoir des histoires de molécules d'eau ou d'ions H⁺ mais je ne sais pas comment les utiliser.
J'ai donc fait ça :

Mn2⁺ + 4H₂O -> MnO₄^- + 8H⁺ + 2e^-

Si quelqu'un pouvait me corriger et m'expliquer mes erreurs, ce serait vraiment sympa !

@micalement.

[A voir en vidéo sur Futura]

[PaulHuxe]

Mn2⁺ + 4H₂O -> MnO₄^- + 8H⁺ + 2e^-

@micalement.

Compte tes charges : ton nombre d'électrons est faux. Tu dois avoir un nombre de charges équivalent à gauche et à droite.

Je suis étonné que tu doives chercher les définitions d'oxydant et réducteur sur le net. Tu n'as pas un cours qui te donnes ces bases ???

[invite9f14624f]

Salut PaulHux,

En fait non je n'ai pas de cours. J'ai fait 2 première S en dents de scie à cause de divers problèmes et là je fais ma terminale S par correspondance, du coup je n'ai pas certaines bases...

Bref, dans mon Mn²⁺ + 4H₂O -> MnO₄^- + 8H⁺ + 2e- je ne vois pas où est le problème.

En effet à droite j'ai O₄^-, 8H⁺ et 2e^-. Si je n'm'abuse, 4^- + 8⁺ +2^- et 8-4-2 ça fait bien 2. Et à gauche, il y a 2⁺.

Pour moi ça colle ! Où est le problème ?

Merci encore !

@micalement.

[philou21]

Salut PaulHux,

En fait non je n'ai pas de cours. J'ai fait 2 première S en dents de scie à cause de divers problèmes et là je fais ma terminale S par correspondance, du coup je n'ai pas certaines bases...

Bref, dans mon Mn²⁺ + 4H₂O -> MnO₄^- + 8H⁺ + 2e- je ne vois pas où est le problème.

En effet à droite j'ai O₄^-, 8H⁺ et 2e^-. Si je n'm'abuse, 4^- + 8⁺ +2^- et 8-4-2 ça fait bien 2. Et à gauche, il y a 2⁺.

Pour moi ça colle ! Où est le problème ?

Merci encore !

@micalement.

Le problème c'est que MnO₄^- ça fait une charge moins et pas quatre...

[invite9f14624f]

C'est donc Mn²⁺ + 4H₂O -> MnO₄^- + 8H⁺ + 5e^- ?

Mais pourquoi MnO₄^- ne fait qu'une seule charge moins ? Il y a bien 4 atomes d'oxygène chargés négativement, non ? Que signifie alors le 4 ?

Merci pour votre aide à tous !!

[invite433e9e20]

Oui, il y a bien 4 atomes d'oxygène, mais il n'y a qu'une seule charge négative, qui représente la charge globale de ton ion MnO₄^-

si un ion a plusieurs charges c'est écrit en exposant )ex : SO₄^2- : deux charge pour la totalité de l'ion)

PS un ion est composé d'un ou plusieurs atome(s)

[philou21]

si tu veux compter les charges, chaque O est chargé 2- et Mn est chargé 7+ ce qui fait une charge moins pour l'ensemble.

[invite9f14624f]

Oui, il y a bien 4 atomes d'oxygène, mais il n'y a qu'une seule charge négative, qui représente la charge globale de ton ion MnO₄^-

si un ion a plusieurs charges c'est écrit en exposant )ex : SO₄^2- : deux charge pour la totalité de l'ion)

PS un ion est composé d'un ou plusieurs atome(s)

D'accord ! Évidemment, c'est un ion... Merci à toi !

Il me reste maintenant à écrire l'équation bilan. Je ferais ça demain, habitant la Réunion, il est déjà 1h22 chez moi (3h de décalage avec la métropole puisque vous êtes à l'heure d'hiver, 2h en été).

Je vous poste mon équation bilan demain, vous me corrigerez ?!

Bonne soirée,
@micalement.

Merci à toutes (?) et tous !

[Père Occide]

Bonsoir.
Pour écrire correctement une demi- équation d'oxydoréduction, on procède en plusieurs étapes.
1°. On écrit l'espèce oxydante à gauche et l'espèce réduite à droite du signe "=" :

MnO₄^- = Mn²⁺

2°. On équilibre les atromes autres que l'oxygène ou l'hydrogène :

MnO₄^- = Mn²⁺

3°. Les atomes d'oxygène de l'espèce oxydante donnent de l'eau. Ici, l'ion permanganate contient quatre atomes d'oxygène. Quatre molécules d'eau vont donc se former :

MnO₄^- = Mn²⁺ + 4H₂O

4°. Les molécules d'eau formées contiennent de l'hydrogène. Il faut équilibrer cet élément en ajoutant autant d'ions H⁺ que nécessaire à gauche du signe "=". 4H₂O font huit atomes d'hydrogène. On ajoute 8 H⁺ à gauche:

MnO₄^- + 8H⁺ = Mn²⁺ + 4H₂O

5°. Il reste à équilibrer les charges. A gauche, il y a une charge - et huit charges +. Cela fait 7 charges +. A droite, il y a deux charges +. Il y a donc "trop" de charges + à gauche. On ajoute donc des électrons pour avoir la même charge à gauche et à droite. On ajoute donc ici cinq électrons à gauche : 7+ + 5- donnent 2+ comme à droite :

MnO₄^- + 8H⁺ + 5e^- = Mn ²⁺ + 4H₂O

La demi-équation est enfin complète. Il faut veiller que les électrons ajoutés soient du côté de l'espèce oxydante, puisque c'est elle qui les reçoit. Dans un couple, l'espèce oxydante est toujours à gauche.

Pour en revenir à ta réaction, la demi-équation concernant l'acide oxalique est correcte. Dans le cas présent, c'est le permanganate qui oxyde l'acide oxalique : cela veut dire que le permanganate reçoit les électrons que l'acide oxalique perd. On passe alors à la deuxième partie du problème : l'écriture de l'équation de réaction complète.
Pour cela, on reprend les demi-équations. La demi-équation du couple qui oxyde est conservée telle quelle. En revanche, la demi-équation du couple qui réduit est "retournée", c'est à dire écrite à l'envers. Ici, on aura :

C₂H₂O₄ = CO₂ + 2H⁺ + 2e^-

(chaque molécule d'acide perd deux électrons).
On a vu que le permanganate gagnait cinq électrons. L'oxydoréduction est un échange d'électrons, il faut donc qu'il y en ait autant d'un côté que de l'autre. On multiplie donc la demi-équation du permanganate par 2 et la demi-équation de l'acide oxalique "retournée" par 5 pour avoir le même nombre d'électrons pârtout :

(MnO₄^- + 8H⁺ + 5e^- = Mn²⁺ + 4H₂O) x 2
(C₂H₂O₄ = 2CO₂ + 2H⁺ + 2e^-) x 5

soit

2MnO₄^- + 16H⁺ + 10e^- = 2Mn²⁺ + 8H₂O
5C₂H₂O₄ = 10CO₂ + 10H⁺ + 10e^-

On additionne membre à membre et on réduit, au sens mathématique du terme :

2MnO₄^- + 5C₂H₂O₄ + 16H⁺ + 10e^- = 2Mn²⁺ + 10 CO₂ + 8H₂O + 10H⁺ + 10e^-

soit

2MnO₄^- + 5C₂H₂O₄ + 6H⁺ = 2Mn²⁺ + 10CO₂ + 8H₂O

C'est l'équation d'oxydoréduction complète. Les électrons ne doivent pas y apparaître.
Je te laisse le soin de trouver les équations pour le milieu moins acide.
A +.

[invite9f14624f]

Merci à toi pour ta réponse !

Bonsoir.
Je te laisse le soin de trouver les équations pour le milieu moins acide.

-> Par contre, je ne comprends pas pourquoi tu dis ça ? Il ne m'est pas précisé la nature du milieu déjà et quelle serait la différence dans les équations de toutes façons ??

@micalement.

[Père Occide]

Bonjour.
Excuse-moi, je crois que j'ai confondu avec un autre post !

[invite9f14624f]

Oui enfin il se trouve quand même que ton explication collait quand même en grande partie avec mon problème !!

J'espère quand même te revoir sur ce post si j'y pose de nouvelles questions (bientôt d'ailleurs !)... ?!

@micalement,
Robin.

[Père Occide]

A titre d'exercice, tu peux écrire les équations d'oxydoréduction pour les réactions suivantes , qui sont de grands classiques :
1°. Oxydation de l'eau oxygénée par le permanganate
(couple oxydant MnO₄^-/Mn²⁺, couple réducteur H₂O₂/H₂O et milieu acide)
2°. Idem, mais en milieu moins acide
(couple oxydant MnO₄^-/MnO₂, couple réducteur Id 1° et milieu un peu acide)
3°. Oxydation de l'éthanol par le bichromate
(couple oxydant Cr₂O₇^2-/Cr³⁺, couple réducteur CH₃CH₂OH/CH₃CHO et milieu acide).
Bon courage !