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AGIR DEFIS DU XXI e SIECLE. Ch 17: Pile et réactions d’oxydoréduction.

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1 AGIR DEFIS DU XXI e SIECLE

2 Ch 17: Pile et réactions d’oxydoréduction

3 I) Fonctionnement d’une pile Cf TP Réalisation et fonctionnement des piles

4 II) Réactions d’oxydoréduction 1) Définitions Oxydant : espèce chimique capable de capter un ou plusieurs électrons. Exemple: L’ion cuivre (II): Cu 2+ (aq) Réducteur : espèce chimique capable de céder un ou plusieurs électrons. Exemple : le cuivre (métal): Cu(s) Couple oxydant/réducteur : noté Ox/Red, est l’association d’un oxydant et d’un réducteur dits « conjugués », susceptibles d’échanger un ou plusieurs électrons selon la demi-équation rédox: Ox + n e - = Red Exemples: les couples Ox/Red Cu 2+ (aq) / Cu (s) : Cu 2+ (aq) + 2 e - = Cu (s) Ag + (aq) /Ag (s) : Ag + (aq) + e - = Ag (s)

5 II) Réactions d’oxydoréduction 2) Oxydation ; réduction Oxydation : Le passage du réducteur d’un couple redox à l’oxydant (ou « forme oxydée »). Réduction : Le passage de l’oxydant d’un couple redox au réducteur (ou « forme réduite »). Ox + n e - = Red Oxydation Réduction

6 II) Réactions d’oxydoréduction 3) Ajustement d’une demi-équation rédox Elle doit respecter la conservation des éléments et de la charge électrique. Ex : couple MnO 4 - / Mn 2+ : (ions permanganates / ions manganèses) Etape 1: MnO e - → Mn 2+ Assurer la conservation des éléments autres que H et O Etape 2: MnO e - → Mn H 2 O Assurer la conservation de O avec des molécules d’eau Etape 3: MnO H + + e - → Mn H 2 O Assurer la conservation de H avec des ions H+ Etape 4: MnO H e - → Mn H 2 O Assurer la conservation des charges électriques avec des électrons

7 II) Réactions d’oxydoréduction 4) Réaction d’oxydoréduction Cas d’une pile : Chaque compartiment d’une pile contient l’oxydant et le réducteur d’un couple oxydant/réducteur. Les deux couples mis en jeu sont reliés par le pont salin. Il y a transfert indirect d’électrons par l’intermédiaire du circuit électrique extérieur. Réaction au cours de laquelle des électrons sont transférés entre les réactifs. Lorsqu’il y a contact ente l’oxydant d’un couple et le réducteur d’un autre couple, il y a transfert direct d’électrons entre les deux espèces chimiques OXYDATION / REDUCTION OXYDNTION / REDUATION OXYDOTION / REDUTTION OXYDDTION / REDUHTION OXYDETION / REDUOTION OXYDATION / REDUDTION OXYDATION / REDUETION

8 II) Réactions d’oxydoréduction 5) Equation d’une réaction d’oxydoréduction Elle s’écrit en combinant les demi-équations rédox des deux couples mis en jeu, de façon à ce que les électrons n’apparaissent pas dans le bilan.

9 III) Les accumulateurs Une pile en fonctionnement consomme des réactifs. Une pile est usée lorsque la réaction d’oxydoréduction s’arrête, quand l’un des réactifs a été entièrement consommé. Une pile rechargeable, encore appelée accumulateur est une pile pour laquelle il est possible de reformer les réactifs de la réaction ayant lieu dans la pile. Une batterie d’accumulateurs est une association en série d’accumulateurs. Pile à combustible: piles alimentées continûment en réactifs


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