Dosage du glucose libre d'un jus de fruit

[dique]

Ma question porte sur l’exercice 28 page 461 du livre de Physique-Chimie Sirius Terminale. Mais, je vais essayer d’expliquer les choses sans qu’il soit nécessaire d’ouvrir le livre.
On étudie la réaction entre le glucose (que l’on note RCHO) et le diiode :
I₂ + RCHO + 3 HO^-→ 2 I^- + RCO₂^- + 2 H₂O
Il est demandé d’identifier les couples oxydant/réducteur et de préciser pour chacun l’oxydant et le réducteur. Il n’est pas demandé d’écrire les demi-équations d’oxydoréduction.
Mon raisonnement était simple : considérer les trois ions négatifs (HO^- , I^- , RCO₂^-) comme des capteurs d’électrons et donc des réducteurs. Et, donc, j’ai donné les trois couples suivants :
I2 / I^- et RCHO / RCO₂^- et H₂O / HO^-
En fait, il y aurait deux erreurs :
- Le couple H₂O / HO^- ne doit pas être cité.
- Et le couple RCHO / RCO₂^- doit être inversé : RCO₂^- est l’oxydant et RCHO est le réducteur.

Est-ce que quelqu’un pourrait m’expliquer comment j’aurais dû raisonner pour arriver aux bonnes conclusions, comment j’aurais pu raisonner simplement sans écrire les demi-équations ?
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[Kemiste]

Bonsoir.

Tout d'abord dans une réaction redox, HO^- et H₂O ne font pas parti d'un couple redox mais d'un couple acide/base car il y a un échange de H⁺ et non d'électron. Ensuite ce type de réaction ne fait entre un oxydant et un réducteur, les réducteurs ne peuvent donc pas se retrouver du même côté de la réaction. Enfin il n'y a pas de raison particulière que les anions soient des accepteurs d'électrons (c'est même contre intuitif).

Même s'il n'est pas demandé d'écrire les demi-équations tu peux le faire pour un élément. Par exemple l'équation avec I₂ est assez simple, I₂ + 2 e^- = 2 I^-. On voit donc que I₂ est un oxydant. Comme il ne peut réagir qu'avec un réducteur, RCHO est un réducteur.

Tu peux également calculer le degré d’oxydation pour savoir qui est oxydant ou réducteur.

[dique]

Merci Kemiste.
J’aurais besoin de quelques précisions :
Pour arriver au couple d’oxydant/réducteur H₂O / HO^- , j’avais en tête la demi-équation suivante :

2 H₂O + 2 e^- → 2 HO_- + H₂ .

En fait, j’aurais dû ne pas me référer à cette hypothétique équation, dans la mesure où il n’y a pas de production de H₂ dans la réaction entre le glucose et le diiode.
Est-ce un raisonnement correct ?
Et, d’ailleurs, cette équation existe-t-elle vraiment ?
Autre point : Pourquoi choisir I₂ comme oxydant plutôt que RCHO ?

[Kemiste]

Pour arriver au couple d’oxydant/réducteur H₂O / HO^- , j’avais en tête la demi-équation suivante :

2 H₂O + 2 e^- → 2 HO_- + H₂ .

En fait, j’aurais dû ne pas me référer à cette hypothétique équation, dans la mesure où il n’y a pas de production de H₂ dans la réaction entre le glucose et le diiode.
Est-ce un raisonnement correct ?
Et, d’ailleurs, cette équation existe-t-elle vraiment ?

En effet, vu qu'il n'y a pas de production de H₂, ce n'est pas ce couple qui entre en jeu (l'équation existe bien). Ici tu n'as que HO^- et H₂O, le seul couple est le couple acidobasique correspondant.

Autre point : Pourquoi choisir I₂ comme oxydant plutôt que RCHO ?

Il s'agit juste de la définition d'un oxydant : il capte un ou plusieurs électrons.

[A voir en vidéo sur Futura]

[dique]

À nouveau, merci Kemiste.
Donc, RCHO est un réducteur. J’ai cherché la réaction correspondante et je propose :
RCO₂^- + 2e^- + 3H⁺ → RCHO + H₂O
Est-ce correct ? Si oui, d’où viennent les ions H⁺ ?
Je reviens à mon dilemme, choisir RCHO comme oxydant – ce qui, je le sais maintenant, est faux. En fait, j’avais en tête l’équation suivante :
RCHO + e^- + H₂O → RCO₂^- + 3/2 H₂
Est-ce que j’aurais dû, comme pour le couple H₂O / HO^-, ne pas me référer à cette équation, dans la mesure où il n’y a pas de production de H₂ ?
Et, est-ce que cette demi-équation existe ?
Je reviens sur une de vos remarques :
Enfin il n'y a pas de raison particulière que les anions soient des accepteurs d'électrons (c'est même contre intuitif).
Je me rends compte que je me suis mal exprimé. Je voulais dire, en raisonnant trop simplement, qu’un anion a un ou plusieurs électrons en trop qu’il cherchera à se débarrasser ; ainsi, il est un fournisseur d’électrons ; il est, donc, un réducteur. D’ailleurs, c’est le cas pour I^-. Comment défaire ce raisonnement simpliste ?

[Kemiste]

Donc, RCHO est un réducteur. J’ai cherché la réaction correspondante et je propose :
RCO₂^- + 2e^- + 3H⁺ → RCHO + H₂O
Est-ce correct ? Si oui, d’où viennent les ions H⁺ ?

Ici on est en milieu basique, il faut donc équilibrer avec des HO^-. Si on reprend ton équation il faut 3 HO^- pour éliminer les 3 H⁺. On a donc :
RCO₂^- + 2 e^- + 3 H⁺ + 3 HO^- → RCHO + H₂O + 3 HO^-
Donc RCO₂^- + 2 e^- + 3 H₂O → RCHO + H₂O + 3 HO^-
et donc RCO₂^- + 2 e^- + 2 H₂O → RCHO + 3 HO^-

Petite remarque, ton équation initiale aurait dû être RCO₂H + 2e^- + 2H⁺ → RCHO + H₂O car en milieu acide l'acide carboxylique ne peut pas être sous forme carboxylate

Je reviens à mon dilemme, choisir RCHO comme oxydant – ce qui, je le sais maintenant, est faux. En fait, j’avais en tête l’équation suivante :
RCHO + e^- + H₂O → RCO₂^- + 3/2 H₂
Est-ce que j’aurais dû, comme pour le couple H₂O / HO^-, ne pas me référer à cette équation, dans la mesure où il n’y a pas de production de H₂ ?
Et, est-ce que cette demi-équation existe ?

Cette demi-équation est fausse car tu as deux couples redox ici. Une demi-équation ne fait participer qu'un seul couple. Ici tu as une équation redox mal équilibrée car il reste un e^-.

Je reviens sur une de vos remarques :
Enfin il n'y a pas de raison particulière que les anions soient des accepteurs d'électrons (c'est même contre intuitif).
Je me rends compte que je me suis mal exprimé. Je voulais dire, en raisonnant trop simplement, qu’un anion a un ou plusieurs électrons en trop qu’il cherchera à se débarrasser ; ainsi, il est un fournisseur d’électrons ; il est, donc, un réducteur. D’ailleurs, c’est le cas pour I^-. Comment défaire ce raisonnement simpliste ?

MnO₄^-, par exemple, est un anion mais un puissant oxydant du fait de la présence de nombreux atomes d'oxygène. Il n'y a donc aucun lien entre la charge et le caractère redox. (Historiquement, l'oxydation était l'ajout d'oxygène à un élément, oxygène que peut donner MnO₄^-. Il s'est avéré que ce n'était qu'un cas particulier d'oxydation).

[dique]

Un grand merci, Kemiste, pour votre aide pendant les vacances. J'ai eu de la chance.