Oxydoréduction

[invitefca07f37]

Bonsoir,
Je n'ai pas très bien compris comment fonctionnait l’oxydoréduction, notamment par rapport aux aldéhydes.
Je trouve sur internet qu'une fonction aldéhyde est oxydée et devient un acide carboxylique.

J'aimerais savoir tout d'abord pourquoi est ce que l'aldéhyde est réducteur? D'où viennent les électrons qu'il cède? Normalement, la fonction étant extrêmement polaire au niveau de la double liaison avec l'oxygène C=O, le carbone qui devient électrophile devrait normalement capter l'éléctron partagé avec l'hydrogène et donc libéré un proton H+.

Ensuite, la fonction carboxylique est caractérisée par une oxygénation de la fonction aldéhyde. D'où vient le deuxième atome d'oxygène?

Merci d'avance pour vos réponses
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[Sethy]

Je trouve sur internet qu'une fonction aldéhyde est oxydée et devient un acide carboxylique.

C'est le cas.

Pour ce qui est du "pourquoi", je répondrais "parce que".

J'aimerais savoir tout d'abord pourquoi est ce que l'aldéhyde est réducteur? D'où viennent les électrons qu'il cède? Normalement, la fonction étant extrêmement polaire au niveau de la double liaison avec l'oxygène C=O, le carbone qui devient électrophile devrait normalement capter l'éléctron partagé avec l'hydrogène et donc libéré un proton H+.

Connais-tu la notion d'étage d'oxydation ?

Si oui, fait l'exercice suivant. Recherche les étages d'oxydation de tous les atomes dans ;
- l'acetaldehyde : CH3-CHO
- l'acide acétique : CH3-COOH

Un élément à bien comprendre, il ne peut y avoir d'oxydation sans réduction et inversement. C'est bien pourquoi on parle de demi-réactions. L'oxygène peut par exemple venir de l'oxydant, par exemple de l'ion dichromate.

[invitefca07f37]

Non, je ne connais pas la notion d'étage d'oxydation. Je sais que l'aldéhyde libère 2 protons H+ et deux électrons ce que je ne comprends pas, c'est:
- qu'est ce qui va se passer au niveau de la molécule pour que la liaison entre le carbone et l'hydrogène soit rompue
- comment il les libère: séparément, ou sous forme d'atome d'hydrogène dont les électrons sont ensuite captés ensuite par une espèce oxydante?

R-CHO + H2O flèche R-COOH + 2H+ + 2e

Par ailleurs d'ou viennent les deux atome d'hydrogène? Sur la fonction aldéhyde il n'y en a qu'un seul qui puisse être libéré...

[invite54bae266]

Les ions H+ viennent de l'eau. Le O qui était avec s'est lié à l'aldéhyde pour faire l'acide carboxylique.

Je ne sais pas si on connait le mécanisme d'oxydation.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitefca07f37]

Non, je ne sais pas ce que c'est non plus. Si les protons H+ viennent de l'eau, d'ou viennent les électrons? Oui je sais de l'aldéhyde mais quel est l'atome qui donne ces électrons? Surtout qu'après la molécule n'est pas chargé - sauf en milieu basique mais ca c'est autre chose je crois...

[Sethy]

Non, je ne connais pas la notion d'étage d'oxydation.

Peux-tu préciser ton niveau en chimie (étude) et / ou la raison de ton interrogation.

[invitefca07f37]

Je suis en première S et je pose ces questions dans le cadre de mes TPE, mais je crois avoir trouvé les réponses (j'insiste sur le je crois):

Déjà les molécules d'eau étant polaires, il va y avoir des liaisons hydrogènes entre elles. Dans certaines conditions chimique (comme lors de l'oxydation de l'aldéhyde lorsqu'il est en présence d'une espèce capable de capter les électrons), les molécules vont réagir comme des acides et de bases: soit il y en a une qui capte un proton hydrogène et s'ionise en H₃O⁺; l'autre par conséquent s'ionise en ion hydroxyde HO^-. Ces propriétés permettent en fait d'expliquer se qui se passe pour les aldéhydes:

- deux molécules d’eau vont chacune capter chaque protons hydrogène libérés par une troisième molécule. On obtient ainsi deux ions H3O+ et une atome d’oxygène qui se retrouve avec deux doublets d’électrons provenant de ses liaisons avec les hydrogènes. L’oxygène capte un doublet et s’ionise en ion O- et libère le deuxième doublet qui correspond aux deux électrons dans le bilan de la demi-équation.
- La fonction aldéhyde est caractérisée par une très forte polarité au niveau de la double liaison C=O. Le carbone de cette liaison est donc électrophile, et constitue un pôle positif. Le carbone attire donc l’ion O- qui est chargé négativement; le troisième doublet non liant de l’atome d’oxygène vient donc se fixer au niveau du carbone pour devenir une liaison covalente ; la liaison C – H est brisée. L’atome d’oxygène se lie ensuite à l’atome d’hydrogène pour former la fonction carboxyle R – COOH.

Maintenant j'ai un autre problème (j'abuse, désolée...): cette réaction d'oxydoréduction est notamment permise par l'ajout de la liqueur de Fehling contenant des ions hydroxydes nécessaire à la réaction.
Ma question c'est: pourquoi il faut absolument être en milieu basique? Pourquoi on n'ajoute pas simplement du sulfate de cuivre vu que les ions cuivres peuvent capter le doublet d'électrons libéré par l'oxydation de l'aldéhyde et l'eau peut fournir l'oxygène nécessaire?
Si c'était si simple, la liqueur de Fehling ne serait pas utilisée pour de telles réactions, alors j'aimerais comprendre le rôle joué par la abse dans la réaction...
Merci d'avance

[invitefca07f37]

Je pense avoir trouvé la réponse à ma question. Le milieu basique est nécessaire car les glucides réducteurs y sont présents sous forme linéaire. En milieu aqueux, les glucides sont instables et ont tendance à former un cycle en présence de protons H+ . Lors de la formation de ce cycle, la fonction aldéhyde "disparait" et laisse place à un ester et un groupe alcool libre hémiacétalique. Cet alcool conserve les propriétés réductrice de l'ose mais ne peut être oxydé à cause du cycle.

La réaction d'hémiacétalisation étant réversible, en milieu basique les glucides réducteurs retrouvent leur forme linéaire et la fonction aldéhyde apte à être oxydée.

Est ce que quelqu'un pourrait confirmer? Corriger?

[Sethy]

J'ai peur d'écrire une bêtise sur la méthode de Fehling, mais comme le précipité est de l'oxyde Cuivreux, le milieu basique trouve peut être la sa source.

Sinon, l'équilibre que tu décris s'appelle la mutarotation. En solution, il y a toujours un faible pourcentage de l'ose sous forme aldéhydique ou cétonique en équilibre avec les autres formes.

Il y a un principe clé en chimie : lorsqu'il y a un équilibre chimique et que l'une des substances est consommée par une (autre) réaction, la substance consommée va être sans arrêt produit par les autres consitituants avec lesquels elle est en équilibre, et à terme tout sera consommé.

Désolé pour la grammaire, je vais me coucher la ^^.