Equation ionique et équation moléculaire

[invitec79878a0]

Bonjour,

J'ai ici un exercice que je n'arrive pas à résoudre.

L'énoncé est: "On fait réagir du peroxyde d'hydrogène avec du dichromate de potassium en milieu acide (H2SO4). Indiquer les produits formés lors de cette réaction. Justifiez votre réponse.

--> Ici je sais que les réactifs sont H2O2 + K2Cr2O7 + H2SO4. Mais je ne comprends pas comment trouver les produits. Y a-t-il une règle
à suivre pour savoir quelle produits vont obligatoirement se former?

Ensuite on me demande: "Indiquer l'équation ionique et l'équation moléculaire de cette réaction".

--> Içi je suppose que l'équation ionique correspond à l'équation en présence des charges. Mais ce que je ne comprends pas c'est quelle sera la différence entre la première question où l'on me demande d'indiquer les produits formés (je suis donc supposé écrire l'équation avec réactifs plus produits) et la deuxième question où l'on me demande d'écrire l'équation moléculaire qui pour moi correspond à la même chose.

Merci d'avance pour vos réponses
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[Resartus]

Bonjour,
si on vous pose ce genre de question, c'est que vous commencez à étudier les réactions d'oxydo réduction.

Donc Etape 0 INDISPENSABLE : relire attentivement son cours et refaire tous les exercices, pour bien comprendre comment cela marche

Pour la réaction en question :
Etape 1 : trouver qui va être l'oxydant et qui va être le réducteur. Le piège de votre exercice est que H2O2 peut être soit oxydant soit réducteur. Pour savoir qui l'emporte, il faut se baser sur des tables qui donnent les diverses demi-réactions possibles avec leur potentiel redox (soit dans votre cours, soit ici : http:/https://fr.wikipedia.org/wiki/Liste_de_potentiels_standard). Celui qui gagne est celui qui a le potentiel redox le moins élevé : ici le bichromate. et donc trouver une demi réaction où H202 est le réducteur et va être oxydé (il sera donc à droite dans les tables qui donnent en général le sens oxyde->réduit)
Etape 2 : A partir de cela, on équilibre les nombre d'électrons échangés, ce qui donnera combien de H2O2 doivent être oxydés pour réduire les CrO2O7 (2-)
Etape 3 : Il faudra parfois rajouter à gauche des H+ si on est en milieu acide, ou des OH- si on est en milieu basique, et de l'eau à droite, ce qui permettra d'obtenir une équation ionique équilibrée
Etape 4 : La dernière étape est de passer aux molécules, en complétant les ions par leurs ions associés (qui étaient spectateurs dans la réaction : ici les Sulfate et les potassium

[Resartus]

Oups. Il faut lire "celui qui va oxyder a le potentiel le PLUS élevé"

[invitec79878a0]

Bonjour Resartus,

Je ne comprend pas très bien ce que vous entendez par: "celui qui gagne" dans votre phrase: "celui qui gagne est celui que a le potentiel rédox le plus élevé. Est-ce que cela veut dire que c'est celui qui a le potentiel le plus élevé qui est l'oxydant? Et dans ce cas la, il existe le couple H202/H20 qui possède un potentiel de 1,776 Volts qui est supérieur au couple Cr2O7^2-/Cr^3+ (1,332 Volts) et le couple O2/H2O2 qui à lui un potentiel moins élevé (0,695 Volts) donc comment savoir si H202 sera oxydant ou réducteur?

[A voir en vidéo sur Futura]

[Resartus]

Rebonjour,
Good catch!
La réaction en question H2O2->H2O n'est pas possible sur le dichromate (le Chrome ne peut pas aller au dela d'un NO de 6), mais elle est tout à fait possible avec le couple H2O2/O2 ! Il y a dismutation spontanée de l'eau oxygénée (H2O2->H2O+ 1/2O2)
Mais il se trouve que cette réaction est relativement lente, alors que celle avec du dichromate sur le couple H2O2/O2 est rapide.
Je ne me souviens plus de l'explication de cette lenteur (en l'absence de catalyseur du moins)

[invitec79878a0]

D'accord, donc à partir de cela, K2CrO7 va être l'oxydant car il possède un potentiel plus élevé dans le couple Cr2O7^2-/Cr^3+.

A partir de cela on procède selon la façon suivante:

( H2O2-->O2 + 2e- + 2H+ ) .3
Cr2O7^2- + 14H+ + 6e- --> 2Cr^3+ +7H2O
Ce qui nous donne comme équation ionique:

3H2O2 + Cr2O7^2- + 8H+ --> 3O2 + 2Cr^3+ + 7H2O

Et comme équation moléculaire:

3H2O2 + K2Cr2O7 + 4H2SO4 --> 3O2 + Cr2(SO4)3 + 7H2O + K2SO4

Est-ce que mon raisonnement vous parait plausible? Où est-ce que je me trouve à coté de la plaque?

[Sethy]

Je tiens à dire que justement, dans ce cas la, la réaction n'est pas du tout celle la.

Elle est d'ailleurs totalement imprévisible et je défie quiconque de pouvoir en prédire le résultat sans le connaitre à l'avance.

Dans un cadre scolaire, effectivement, on pourrait imaginer la réaction susmentionnée.

Dans la réalité, la réaction produit du CrO5 (oui oui, CrO5) qui est un composé violet, soluble dans l'éther.

La réaction peut se "résumer" à :

2H2O2 + CrO3 > CrO5 + 2H2O.

L'étage d'oxydation du Chrome n'est pas 10, mais 6. La géométrie de la molécule ressemble à un papillon avec 2 liaisons peroxydes.

O........O
|..\../..|
|...Cr...|
|../..\..|
O..||..O
....O

C'est pas merveilleux, la chimie ?

[Resartus]

Bonjour,
Très juste, Sethy.
Mais pour être complet, il faut quand même préciser que CrO5 est instable, et que, assez rapidement, il finit par réagir avec d'autres H2O2 pour passer, justement, à l'état Cr3+, ce qui, pour le coup, est bien une réaction redox, de sorte que le bilan indiqué "scolairement" est quand même réalisé in fine

[moco]

A Sethy,
Très intéressant, ton message ! Mais comment sait-on qu'il y a deux ponts peroxyde ? Est-ce qu'on ne pourrait pas imaginer une structure CrO4 avec un seul pont peroxyde ? Ou une structure CrO3, avec trois ponts peroxyde ?

[Sethy]

Peut être parce que la structure a été décrite aux RX ...

[Sethy]

(je signale à tous que Moco est mon fan inconditionnel depuis quelques temps. je préférais que vous n'en manquez pas une miette)