Destruction de l'eau

[invite9a254c52]

Bonjour,

Cet exercice est a rendre pour demain --' Je m'y prends un peu tard mais je pensais que mes copains de classe avait trouvé une explication ou une réponse à ce problème. Sur 35 personnes, aucun n'a trouver
Niveau : 1ère S

L'eau en présence d'un oxydant puissant donne naissance à du dioxygène et des ions acides; c'est le cas notamment avec le permanganate en solution aqueuse qui ne peut pas se conserver indéfiniment et se détruit lentement.

1) Écrivez la demi équation de destruction de l'eau
2) Précisez s'il s'agit d'une réduction ou d'une oxydation ? justifier
3) Ecrivez la réaction de l'eau avec le permanganate.

Si possible avoir des explications avec les aides ou les réponses.
Merci.
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[mach3]

1) Écrivez la demi équation de destruction de l'eau
2) Précisez s'il s'agit d'une réduction ou d'une oxydation ? justifier

ça tu devrais t'en sortir en lisant bien l'énoncé :

L'eau en présence d'un oxydant puissant donne naissance à du dioxygène et des ions acides

à ton avis, quels sont les réactifs et les produits dans cette demi-équation? comment varie le nombre d'oxydation de l'oxygène? combien ça fait d'électrons échangés? sont ils perdus ou gagnés?

m@ch3

[invite9a254c52]

Donc on a :
Eau (H20) + Oxydant -> Dioxygène (O2) + ion acide

comment varie le nombre d'oxydation de l'oxygène?
Aucune idée :s

[mach3]

Donc on a :
Eau (H20) + Oxydant -> Dioxygène (O2) + ion acide

non, on te demande une demi-équation, donc l'oxydant n'apparait pas. je te précise que l' "ion acide" c'est simplement H₃O⁺. Sinon faudra penser à écrire ça correctement et à équilibrer.

comment varie le nombre d'oxydation de l'oxygène?
Aucune idée

mais on ne vous apprend rien en cours? ou alors vous ne suivez pas? c'est quand même le B.A BA de l'oxydoréduction ça. Je te renvois à ton cours.

m@ch3

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite9a254c52]

Bà le problème c'est que justement que l'on fait le principal du cours après ><

Donc sa fait pour la demi-équation :
6(H₂0) -> (0₂) + 4(H₃0⁺)

Il perd 4 électrons, c'est donc une oxydation.
C'est sa ? :s

[invite29cafaf3]

Bà le problème c'est que justement que l'on fait le principal du cours après ><

Bà oui, c'est fréquent, les profs qui posent d'abord les problèmes et donnent le cours après ... oui oui oui oui oui !

J'aurais peut être dû dire : Bà oui, que c'est fréquent, que les profs qui posent d'abord que les problèmes et donnent que le cours après ... oui oui oui oui oui ! ..... mais j'ai pas osé !

[mach3]

Bà oui, c'est fréquent, les profs qui posent d'abord les problèmes et donnent le cours après ... oui oui oui oui oui !

moi je laisse le bénéfice du doute, j'ai déjà vu faire ça.

Donc sa fait pour la demi-équation :
6(H₂0) -> (0₂) + 4(H₃0+)

Il perd 4 électrons, c'est donc une oxydation.

c'est pas mal du tout, il ne reste qu'à faire figurer les 4 électrons dans la demi-équation et ce sera correct.

Pour la 3e question, ça me parait un peu brutal d'écrire tout de suite l'équation complète... L'exercice mentionne t-il en quoi le permanganate se transforme? parce que à moins qu'on ne vous l'aie déjà appris, ça ne s'invente pas.

m@ch3

[invite29cafaf3]

Simple réflexion,

Il faudrait peut être que l'on se penche sur le nombre de "gentils étudiants" en difficulté qui ont un devoir à rendre "pour demain" (et n'ont rien foutu pendant les jours précédents) et qui trouvent toujours une bonne âme pour faire leur boulot (je ne t'en veux pas mach3, je l'ai fait aussi).

Aaaaahhhhh les lundis de rentrée sont des jours privilégiés, parce que ... j'avais autre chose à foutre le week-end ou pendant les vacances ... bof, pas grave, MERCI FUTURA SCIENCES !

[invite9a254c52]

Bà oui, c'est fréquent, les profs qui posent d'abord les problèmes et donnent le cours après ... oui oui oui oui oui !

J'aurais peut être dû dire : Bà oui, que c'est fréquent, que les profs qui posent d'abord que les problèmes et donnent que le cours après ... oui oui oui oui oui ! ..... mais j'ai pas osé !

Oui c'est un DM ><' (du moins, il y a pas que sa comme exo, les autres sont du même style mais en cherchant bien, on y arrive).

Donc sa fait enfin :
6(H₂0) + 4(e⁺) -> (0₂) + 4(H₃0⁺)

Et pour le permanganate, non J'ai mis tout les données de l'exo :s
Et je n'ai pas vu sa en cours --'

[invite9a254c52]

Ps : Il y a 6 autres exos comme ça ... Je vais pas tout faire le dernier jour et ensuite, je le fais maintenant, puisque personne n'a trouver des réponses à cet exo du DM dans ma classe à ma connaissance. Je vais pas direct poster sur ce forum dés que j'ai un problème --' J'aurais pas finit sinon ...
Cependant je remercie beaucoup mach3 car je ne pense pas que effectivement tout le monde ferait sa la veille de la rentrée et aussi rapidement ^^'

Désoler pour le double post, trop long à l'édit --'

[mach3]

6(H20) + 4(e+) -> (02) + 4(H30+)

alors là... des électrons positifs... on aura tout vu...

Pour le permanganate, je vais te faire travailler un peu. Tu vas faire une recherche sur internet (ce sera très rapide) pour avoir sa formule et savoir en quoi il peut se transformer quand il est réduit. Il y a plusieurs possibilités, je t'indiquerais quelle est la bonne.

m@ch3

[invite9a254c52]

En plus j'ais dit que c'étais une oxydation plus haut ><'
Donc : 6(H₂0) - 4(e^-) -> (0₂) + 4(H₃0⁺)

En fait, après relecture du sujet, l'exercice précédant porte sur le permanganate KMn0₄.
Pour dire vite fait :
-Il nous demande de trouver la charge de l'entité centrale Mn. J'ai trouvé la charge 7+.
-L'ion permanganate donne naissance à l'ion Mn++. Réduction ou Oxydation ? J'ai mis Réduction.

-Ecrivez la demi équation de cette transformation en ajoutant soit de l'eau soit des ions acides pour l'équilibrer.
J'ai mis : Mn⁷⁺0₄^- + 8H⁺ + 9e^- -> Mn++ + 4H₂O

Par contre, j'ai un doute pour ma derniere réponse :s En relisant je crois que c'est plutot 10e^-

[invite9a254c52]

Donc en fait, pour la denrière, c'est plutot :
K⁺Mn⁷⁺0₄^- + 8H⁺ + 10e^- -> Mn++ + 4H₂O

Non ? :s

Donc en attendant la réponse, en gros, il faut équilibrer l'équation suivante : KMnO₄ + H₂O -> O₂ + H₃O⁺ ?

[mach3]

Bon, on progresse.

Donc : 6(H₂O) - 4(e^-) -> (O₂) + 4(H₃O⁺)

quand c'est comme ça, on place les électrons de l'autre coté avec un signe + devant. Pas de signe - dans une équation.

-Il nous demande de trouver la charge de l'entité centrale Mn. J'ai trouvé la charge 7+.
-L'ion permanganate donne naissance à l'ion Mn++. Réduction ou Oxydation ? J'ai mis Réduction.

c'est correct. Après il est plus courant de voir la notation Mn²⁺ plutot que Mn⁺⁺, mais c'est admis.

J'ai mis : Mn⁷⁺O₄^- + 8H⁺ + 9e^- -> Mn⁺⁺ + 4H₂O

on y est presque. Déjà on ne note pas Mn⁷⁺O₄^- mais MnO₄^-, on ne note pas la charge de chaque atome, mais la charge globale de l'ion (d'ailleurs la charge du manganese n'est pas +7, c'est juste son nombre d'oxydation qui vaut +7, mais c'est un détail).
Le nombre d'électron n'est pas bon, ce n'est pas 9, mais ce n'est pas non plus 10.

m@ch3

[invite54bae266]

mach3 => je peux en témoigner : je n'ai vu le degré d'oxydation qu'au 2ème semestre de ma L1.

Et dans les livres de lycée ce n'est pas au programme.

[invite9a254c52]

Je vais peut-être enfin reussir ><'
6(H₂0) -> (0₂) + 4(H₃0⁺) + 4(e^-)

Et pour l'autre, j'ai tout refait, et sa fait :
Mn⁷⁺0₄^- + 8H⁺ + 5e^- -> Mn++ + 4H₂O

[mach3]

je peux en témoigner : je n'ai vu le degré d'oxydation qu'au 2ème semestre de ma L1.

Et dans les livres de lycée ce n'est pas au programme.

non mais c'est n'importe quoi, ils feraient mieux d'enlever totalement l'oxydoreduction du programme, on gagnerait du temps. Deja sans les potentiels redox c'était ridicule (déjà, ça, ça m'avait outré), mais là sans les nombres d'oxydation c'est carrément absurde, tu m'étonnes que les élèves n'y comprennent rien! c'est comme si on devait faire un cours d'anglais sans employer un seul mot d'anglais. enfin bon, voila, RIP l'enseignement français.

Je vais peut-être enfin reussir ><'
6(H₂0) -> (0₂) + 4(H₃0⁺) + 4(e^-)

ok, essaie juste d'écrire des O et pas des 0 (zéros) pour le symbole de l'oxygène.

Mn7+04- + 8H+ + 5e- -> Mn++ + 4H2O

le permanganate fait toujours la gueule... c'est quoi ce 7+ qui traine? écris moi ça mieux que ça. Ce serait pas mal aussi de remplacer tes H+ par des H3O+, ce sera moins chiant pour mettre les 2 demi-équations ensemble.

Bien, on va en voir le bout.

m@ch3

[invite9a254c52]

6(H₂O) -> (O₂) + 4(H₃O⁺) + 4(e^-)

Mn0₄^- + 8(H₃O⁺) + 9(e^-) -> Mn++ + 4(H₂O)

[invite54bae266]

La dernière n'est pas équilibrée.

Et les parenthèses ne sont pas obligatoires dans ces cas.

Moi je n'écris jamais H3O+ mais juste H+. Ce que tu as écris serait juste si tu mettais des H+ à la place des H3O+ et si tu rectifiais le nombre d'électrons engagés . Je te conseillerais donc d'écrire :

MnO4- + 8H+ + 5e- = Mn2+ + 4H2O puis de rajouter 8 H2O de part et d'autre de l'égalité pour écrire H3O+ et équilibrer en eau de l'autre côté.

[mach3]

Mn04- + 8(H3O+) + 9(e-) -> Mn++ + 4(H2O)

il manque 8 molécules d'eau à droite! ben oui, tu en a rajouter 8 à gauche pour transformer tes H+ en H3O+. et le nombre d'électron n'est pas correct.

Bon, très bien, maintenant il faut que tu additionnes ces 2 demi-équations pour avoir une seule équation, mais attention, il faut s'arranger pour faire disparaitre les électrons. C'est comme quand on résout un système d'équation : on multiplie les 2 équations par les coefficients qui vont bien, on additionne et hop, une seule équation, bien équilibrée, où on ne voit plus un électron trainer tout seul

Moi je n'écris jamais H3O+ mais juste H+. Ce que tu as écris serait juste si tu mettais des H+ à la place des H3O+ et si tu rectifiais le nombre d'électrons engagés . Je te conseillerais donc d'écrire...

ben non zuiichi, je viens justement de lui dire de mettre des H3O+ parce qu'il en avait mis dans la premiere demi-équation. Il va etre perdu après

m@ch3

[invite9a254c52]

Euhh ... Oui :s

6H₂O -> O₂ + 4H₃O⁺ + 4e^-

MnO₄^- + 8H₃O⁺ + 5e^- -> Mn++ + 12H₂O

[mach3]

parfait, maintenant plus qu'à faire l'équation complète.

m@ch3

[invite54bae266]

C'est ça. Maintenant il reste à additionner les 2 demi-équations pour trouver l'équation bilan de la réaction. Rappel : les électrons nécessaire pour faire la réduction d'une espèce proviennent de l'oxydation de l'autre espèce.

[moco]

Remarque générale à tous :
Vous supposez tous que l'ion permanganate va se réduire en ion Mn2+. Pour cela, il faut travailler en milieu acide, et même très acide. Il faut en effet mettre 8 fois plus d'acide en solution qu'on engage de permanganate. 8 fois, c'est beaucoup.
Or la donnée ne précise pas qu'on travaille en milieu acide. On ne mentionne qu'une chose, c'est que KMnO4 réagit avec l'eau.
Or quand KMnO4 réagit avec l'eau, il l'oxyde, et le manganèse forme le dioxyde MnO2, et pas l'ion Mn2+.
Pour gagner du temps, je vous donne ici l'équation de la réaction :
4 KMnO4 + 2 H2O --> 4 KOH + 4 MnO2 + 3 O2

[invite9a254c52]

Je crois avoir compris, mais les chiffres me paraissent élevé :

4MnO₄^- + 32H₃O⁺ + 30H₂O -> 4Mn²⁺ + 12H₂0 + 5O₂ + 20H₃O⁺

J'ai multiplié par 5 la première, par 4 la deuxième pour que les électrons en trop s'annulent.

Résultat : Complétement nul ><

[invite54bae266]

Moco à raison sur un point : c'est le pH de travail. Mais personnellement je n'ai jamais vu dans un exo de son niveau la forme MnO2. Peut-être que c'est ce qu'il devrait trouver mais en première on voit généralement qu'une seule réaction sans savoir que le résultat dépend forcement du pH. Oui les cours de lycée sont très incomplets sur ce chapitre.

Fatal44 : faux : il y a 48 moles d'eau produites selon ton écriture et non 12. Mais tu dois simplifier et trouver finalement :

4 MnO4- +12 H3O+ ---> 4 Mn2+ + 18 H2O + 5 O2

[invite9a254c52]

--' Un peu sadique mon prof ><'
Bref, merci moco pour la réponse ainsi qu'à mach3 et ZuIIchI pour m'avoir aider

Cependant, je voudrais bien que quelqu'un m'explique pour les additions des 2 équations afin que je comprenne un peu ^^ Mais c'est moins presser donc pas forcement avant demain ^^'

Encore merci

EDIT : Ah ok , j'avais en effet pas multiplier les H2O des produits. Merci

[invite54bae266]

Pour que la réduction ai lieu il faut des électrons. D'où proviennent-ils ? De l'oxydation. Mais ces 2 réactions se font en même temps et aussi tôt qu'une mole d'électron est produite, elle est utilisée comme réactif pour faire une autre réaction.

Il faut donc qu'il y ait autant d'électrons produits que d'électrons à utiliser. C'est pourquoi on cherche à équilibrer les 2 demi-équations de façon à pouvoir les additionner et à simplifier les électrons dans l'équation bilan. Cela évite les fractions.

[mach3]

Vous supposez tous que l'ion permanganate va se réduire en ion Mn2+. Pour cela, il faut travailler en milieu acide, et même très acide. Il faut en effet mettre 8 fois plus d'acide en solution qu'on engage de permanganate. 8 fois, c'est beaucoup.
Or la donnée ne précise pas qu'on travaille en milieu acide. On ne mentionne qu'une chose, c'est que KMnO4 réagit avec l'eau.
Or quand KMnO4 réagit avec l'eau, il l'oxyde, et le manganèse forme le dioxyde MnO2, et pas l'ion Mn2+.

je suis d'accord avec toi moco, j'aurais aussi choisi MnO2, mais l'information suivante va à l'encontre de cela :

En fait, après relecture du sujet, l'exercice précédant porte sur le permanganate KMn04.
Pour dire vite fait :
-Il nous demande de trouver la charge de l'entité centrale Mn. J'ai trouvé la charge 7+.
-L'ion permanganate donne naissance à l'ion Mn++. Réduction ou Oxydation ? J'ai mis Réduction.

Donc, personne n'a supposé que ça se réduit en Mn2+, c'est l'exercice qui le dit
L'exercice est peut-être bidonné, car une solution de permanganate forme du MnO2, pas du Mn2+ (sinon juste transitoirement), mais c'est un exercice. Le prof semble attendre une réponse avec Mn2+ et pas MnO2.

m@ch3

[invite9a254c52]

Bon ba j'ai mis les 2 au cas où ^^'

J'ai une dernière question, dans l'équation de moco, il a mis le K. Pourquoi est-il avec le OH après la réaction ?