oxydoréduction

[Quentin B]

Voici l'énoncé :

Hormis dans certaines météorites, on ne trouve pas de fer sous forme métallique élémentaire dans la lithosphère.
La production de fer à partir des minerais courants (Fe3O4, FeS) implique plusieurs processus chimiques parmi
lesquels on trouve :
3 FeS + 5 O2 → Fe3O4 + 3 SO2 Fe3O4 + 4 CO → 3 Fe + 4 CO2
On s'intéresse à la réaction de transformation de FeS en Fe3O4. On considère quatre affirmations :
1) C'est une réaction redox
2) Le nombre d'oxydation du fer augmente
3) Le nombre d’oxydation de l’oxygène augmente
4) Le nombre d’oxydation du soufre diminue
Combien de ces affirmations sont exactes ?
A. 0
B. 1
C. 2
D. 3
E. 4

Pour moi, la 1 est fausse mais je ne sais pas comment, je pense au fait qu'il n'y a pas d'échange d'électron ??
Pour les 2, 3 et 4, j'ai calculé les nombre d'oxydation mais pour FeS, je ne sais pas comment les trouver :

3 FeS : ?
5 O2 : no(O) = 0
Fe3O4 : no(O) = -2 x 4 et no(Fe) = 8/3
3 SO2 : no(O) = 3 x 2 x (-2) et no(S) = 12/3 = 4

Je suis bloqué, merci de vos réponse. Je sais par ailleurs que 2 des affirmations sur les 4 sont exactes.
Amicalement !
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[gts2]

Pour A, l'oxygène passe de O2 à SO2, donc ...

Pour 2,3,4 le soufre est dans la même colonne que l'oxygène.

Les coeff. stoech. sont relatifs à une réaction (si x de A disparait, alors y de B apparait), alors qu'un nombre d'oxydation est relatif à une espèce chimique, donc le no(S) ne dépend pas du coeff. stoech.

[Kemiste]

La question concernant la chimie, je l'ai déplacée dans la bonne section.

[Quentin B]

ah oui donc c'est bien une réaction d'oxydoréduction !

En revanche, faut-il remonter aux demi-équations ou cela est inutile ? Le fait que des atomes soit répartis dans les deux couples me perturbent et je ne sais pas comment m'y prendre.. Des pistes ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[gts2]

Au vu de la question, (et du résultat demandé !), il est parfaitement inutile d'écrire des demi-équations : l'oxygène est réduit, cela suffit pour dire qu'il y a autre chose qui a été oxydé.
D'autre part pour des réactions solide/gaz, les demi-équations n'ont pas grand sens.

[Quentin B]

Si no(S) = +2 alors :
FeS : no(Fe) = -2 car no(S) = +2
O2 : no(O) = 0
FeO4 : no(Fe) = 8/3 car no(O) = 4x -2 = -8
SO2 : no(S) = +2 et no(O) = -2

Ainsi :
1) vrai
2) vrai (passage de -2 à 8/3)
3) faux (passage de 0 à -2)
4) faux (passage de 2 à 2 donc constant)

[gts2]

Soufre dans la même colonne que oxygène, FeS est du même type que FeO, soit Fe(+II) et O ou S(-II)

SO2, là il faut aller un peu plus loin, même colonne, mais le soufre est en-dessous, donc on garde n(O)=-II et cela donne n(S)=+IV

[Quentin B]

En effet, nous n'avons pas vu en cours l'analogie avec le tableau périodique..

Donc :
FeS : no(Fe) = +2 et no(S) = -2
02 : no(O) = 0
Fe3O4 : no(Fe) = 8/3 et no(O) = -4/-2 = -2
SO2 : no(O) = 4 / -2 = -2 et no(S) = + 4

donc 1) vrai
2) vrai (passage de 2 à 8/3)
3) faux (passage de 0 à du négatif dans les deux cas)
4) faux (passage de -2 à +4).

Faites-moi savoir s'il y a encore une erreur.. Un grand merci en tout cas !

[gts2]

Cela me parait correct

[Kemiste]

Bonjour.

Un nombre d'oxydation est un entier. Le nombre trouvé pour le fer dans Fe₃O₄ de "8/3" n'est qu'un nombre d'oxydation moyen. En réalité il y a deux atomes de fer +III et un atome de fer +II.

[Quentin B]

D'accord je comprends ! Cela ne changera pas les réponses aux questions mais il est juste de le préciser. En vous remerciant