Oxydoréduction

[math123]

Bonsoir,

Voila je sais équilibrer les équations avec les couples rédox mais la je tombe sur 2 couples qui me posent des problèmes les voici CH₃COOH/C₂H₅OH et Cr₂0₇^2-/Cr³⁺ Voila donc en général je savais faire mais la bref en plus il me semble qu'il y a une méthode avec les nombres d'oxydations je sais calculer un nombe d'oxydation mais je ne me rappelle plus la méthode. Voila si quelqu'un pourrait un peu m'éclairer merci beaucoup
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[mach3]

As-tu essayé d'écrire les demi-équations?

m@ch3

[math123]

Oui c'est justement cela que je n'arrive plus à faire il parait qu'on peut utiliser les nombres d'oxydoréduction ? En fait ces deux couples me paraissent bien compliqués j'étais habitué aux Cu2+/Cu

[mach3]

Alors premièrement, il faut savoir combien d'électrons sont échangés, on complétera ensuite avec des protons et de l'eau (ou de l'eau de des hydroxydes, les potentiels redox seront différents, mais c'est pas la question ici).

Pour cela il faut trouver les nombres d'oxydation et voir quel(s) atomes est(sont) oxydé(s) ou réduit(s). La différence entre les nombres d'oxydation donne le nombre d'électrons. Par exemple pour Cu2+/Cu, le nombre d'oxydation du cuivre passe de +II à 0, donc il faut 2 électrons pour passer de Cu2+ à Cu. Le même principe fonctionne pour les deux couples qui te pose problème. Il ne faut s'intéresser qu'aux atomes qui changent de degré d'oxydation.

m@ch3

[A voir en vidéo sur Futura]

[math123]

Merci, je commence à comprendre, mais quels atomes doit je considérer dans mon cas ?

[mach3]

Compare les degré d'oxydations des atomes de l'acide acétique (CH3COOH) et de l'éthanol (CH3CH2OH)

Il n'y a pas d'hydrures, donc les degrés d'oxydation des hydrogènes sont et restent +I. Il n'y a pas de péroxydes donc les degrés d'oxydation des oxygènes sont et restent -II, il faut s'intéresser aux carbones : celui du méthyl est -III avant et après, en revanche le 2e change de +III (pour compenser le -II de l'oxygène doublement lié et -I de l'oxygène simplement lié) à -I (pour compenser les deux +I des hydrogènes et le -I de l'oxygène), donc 4 électrons seront échangés. Il n'y a plus qu'à équilibrer avec des H⁺ d'un coté et avec de l'eau de l'autre.

Essaie de faire pareil pour l'autre.

m@ch3

[math123]

Merci je te montre ce que j'ai fais alors pour la première tu m'as dit qu'il y avait 4 électrons:

CH₃COOH+4e+4H₃0⁺=C₂H₅OH+5H₂0


Et pour l'autre équation en fait ne connaissant pas le nombre d'oxydation de Cr j'ai raisonné comme ceci en considérant:

Cr₂O₇^2-+6e+14H₃O⁺+2Cr³⁺+21H₂O en fait j'ai appelé x le coefficient devant H₃O⁺ et y le coefficient devant H₂O et j'ai obtenu alors 2 équations:


En raisonnant sur les atomes d'oygène et leur conservation on obtient 7+x=y
puis sur les atomes d'hydrogène 3x=2y

Soit y=21 et x=14 mais je ne suis pas arrivé à raisonner sur les nombres d'oxydations...

[mach3]

Merci je te montre ce que j'ai fais alors pour la première tu m'as dit qu'il y avait 4 électrons:

CH₃COOH+4e+4H₃0⁺=C₂H₅OH+5H₂0

Ok, ça m'a l'air correct

Et pour l'autre équation en fait ne connaissant pas le nombre d'oxydation de Cr j'ai raisonné comme ceci en considérant:

Cr₂O₇^2-+6e+14H₃O⁺+2Cr³⁺+21H₂O en fait j'ai appelé x le coefficient devant H₃O⁺ et y le coefficient devant H₂O et j'ai obtenu alors 2 équations:


En raisonnant sur les atomes d'oygène et leur conservation on obtient 7+x=y
puis sur les atomes d'hydrogène 3x=2y

Soit y=21 et x=14 mais je ne suis pas arrivé à raisonner sur les nombres d'oxydations...

C'est correct aussi (à ceci près que tu as transformé le = en + ), comme quoi on peut très bien y arriver sans le nombres d'oxydation (mais ça aide bien et dans certain cas c'est un cauchemar de faire sans). Cela dit les nombre d'oxydation de Cr³⁺ et de Cr₂O₇^2- sont pourtant facile à trouver, surtout pour Cr³⁺ qui est évident... Comment t'y prends tu pour ne pas t'en sortir??

m@ch3

[math123]

Re, oui en fait je comprends pour Cr³⁺ c'est +III mais ce que je ne comprends pas c'est comment on voit que les éléments garde le même nombre d'oxydations ? Car hydrures et péroxydes ne me disent rien...
Ensuite comment calcule t-on la variation de nombre d'oxydation ?
Merci

[mach3]

Désolé de répondre si tard (week-end oblige...),

ces histoires d'hydrures ou de peroxydes ne sont que des raccourcis pour trouver plus vite les degrés d'oxydation de l'hydrogène ou de l'oxygène. La clé réside dans les différences d'électronégativité. Pour les nombres d'oxydation, on considère simplement que tous les électrons d'une liaisons vont du coté de l'atome le plus électronégatif et la charge que cela lui donne est son nombre d'oxydation.

Par exemple dans les chlorures, fluorure, sulfure d'hydrogène, ou l'eau, l'ammoniac, le méthane, les hydrogènes sont toujours liés à des atomes plus électronégatifs que lui. Du point de vue degré d'oxydation, les deux électrons engagés dans chaque liaison sont considérés comme n'appartenant pas à l'hydrogène qui se retrouve tout nu et chargé +1, son degré d'oxydation est +I. Après, ça ne veut pas dire qu'il est vraiment chargé +1 (il aura néanmoins une charge formelle positive), mais dans le cadre du modèle des degrés d'oxydation, qui n'a d'autre utilité que de calculer le nombres d'électrons gagnés ou perdus lors d'une réaction d’oxydoréduction, on le considère chargé +1.
Dans le dihydrogène, il n'y a pas de différence d'électronégativité, donc le degré d'oxydation est de 0 (chaque hydrogène garde son électron et donc sa neutralité).
Reste le cas des hydrures, où l'hydrogène est lié à des éléments moins électronégatifs que lui, comme le sodium. Dans ce cas le degré d'oxydation est -I. Mis à part ces cas pas trop fréquents (enfin ça dépend du domaine où on travaille, mais tant qu'on reste en milieu aqueux les hydrures ne sont pas stables), l'hydrogène est donc toujours +I et pas besoin de se poser la question de son degré d'oxydation.

Pour l'oxygène, étant très électronégatif, il s'accapare presque toujours les électrons et est donc presque toujours -II. Les exceptions sont le fluorure d'oxygène OF₂, où le degré est +II (le fluor est plus électronégatif que l'oxygène, il est -I en toute situation sauf dans le difluor où il est 0), le fluorure de dioxygène O₂F₂, où il est +I, le dioxygène, l'ozone, ou les structures du type R-O-F où il est de degré 0 et enfin les peroxydes R-O-O-R' où il est de degré -I (R et R' étant moins électronégatif que O). Donc idem, mis à part ces cas spéciaux, ou simplement moins courants (peroxydes), il est toujours -II et pas besoin de se poser la question de son degré d'oxydation.

Pour le dichromate Cr₂O₇^2-, donc, les oxygènes sont de degré -II, ce qui nous fait 7x-2=-14. La charge de l'ion étant -2, il faut donc 12 charges positives pour compenser, 6 par atomes de chrome qui sont donc +VI.
Pour passer du dichromate au chrome III, il faut donc 3 électrons par atome de chrome (ce qui fait 6 électrons dans la demi-équation).

m@ch3