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1 Premier objectif : définir un oxydant et un réducteur : Le cuivre est un métal très conducteur, de couleur rougeâtre, de symbole Cu, dont on fait les.

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1 1 Premier objectif : définir un oxydant et un réducteur : Le cuivre est un métal très conducteur, de couleur rougeâtre, de symbole Cu, dont on fait les fils électriques. Prélevons quelques brins de cuivre dans une tresse entourant les câbles télé. Déposons ces brins dans un becher de 50 mL contenant 20 mL de solution de nitrate dargent Ag +, NO 3 - (1 mol/L) : Première situation expérimentale : Cu Ag + (aq) Dépôt dAg Cu 2+ (aq)

2 2 La transformation observée révèle la formation dions Cu 2+, de couleur bleue et le dépôt dune couche brillante dargent Ag. Quelle est la réaction chimique qui peut a priori la modéliser ? Ag + (aq) + Cu Ag + Cu 2+ (aq) dont lajustement des nombres stœchiométriques pour satisfaire à la conservation des charges (en plus de celle des atomes) donne : 2 Ag + (aq) + Cu 2 Ag + Cu 2+ (aq) Au cours de la transformation, les atomes Cu ont perdu des électrons alors que les ions Ag + en ont gagné. Lion Ag + est ici qualifié doxydant, car il est capable de fixer un électron. Latome Cu est ici qualifié de réducteur, car il est capable de céder des électrons.

3 3 Deuxième situation expérimentale : Paille de fer Cu 2+ (aq) (0,3 mol/L) Dépôt de Cu Na + (aq) + HO + (aq) (0,1 mol/L) Précipité de Fe(OH) 2 Quest devenue la solution ? Le précipité vert de Fe(OH) 2 manifeste la formation dions Fe 2+

4 4 La transformation observée révèle le dépôt dune couche rougeâtre de cuivre et la formation dions Fe 2+, dont le précipité avec la solution de soude est caractéristique. Quelle est la réaction chimique qui peut a priori la modéliser ? Cu 2+ (aq) + Fe Cu + Fe 2+ (aq) Au cours de la transformation, les atomes Fe ont perdu des électrons alors que les ions Cu 2+ en ont gagné. Lion Cu 2+ est ici qualifié doxydant, car il est capable de fixer des électrons. Latome Fe est ici qualifié de réducteur, car il est capable de céder des électrons.

5 5 Deuxième objectif : définir un couple oxydant/réducteur : Un couple oxydant/réducteur est lensemble dune espèce oxydante (par exemple Cu 2+ ) et de lespèce réductrice (Cu) qui lui est associée par léquation formelle : Cu e - = Cu On note le couple oxydant/réducteur sous la forme Cu 2+ /Cu Citer les couples oxydant/réducteur rencontrés au cours des situations expérimentales : Cu 2+ /Cu ; Ag + /Ag ; Fe 2+ /Fe Troisième objectif : définir une réaction doxydo-réduction : Elle résulte de laction de loxydant dun couple sur le réducteur dun autre couple : Cu 2+ (aq) + Fe Cu + Fe 2+ (aq) 2 Ag + (aq) + Cu 2 Ag + Cu 2+ (aq)

6 6 Lion I - est donc lun des réactifs, Fe 3+ étant lautre : I - est-il loxydant ou le réducteur ? Fe 3+ est-il loxydant ou le réducteur ? Quatrième objectif : déterminer le caractère oxydant ou réducteur dune espèce inconnue : Montrer que laddition dune solution de chlorure de fer(III) dans une solution de chlorure de potassium ne donne rien. Ceci permet dexclure les ions K + et Cl - des réactifs possibles. Fe 3+ (aq), 3Cl - (aq) (0,05 mol/L) Troisième situation expérimentale : K aq +, I aq - (0,1 mol/L) ? chauffer

7 7 Lextraction liquide-liquide par le cyclohexane montre la formation de diiode I 2 Laction des ions HO - de la soude montre la formation des ions Fe 2+ Écrire léquation de la réaction traduisant la transformation étudiée : 2 Fe 2+ (aq) + 2 I - (aq) I 2(aq) + 2 Fe 2+ (aq) Na + (aq), HO - (aq) Décanter I2I2 Agiter ? C 6 H 12

8 8 Lion Fe 3+ se comporte ici comme un oxydant alors que lion iodure I - se comporte comme un réducteur. Nous avons mis en œuvre deux nouveaux couples : I 2 /I - et Fe 3+ /Fe 2+. Remarquons que lion Fe 2+ peut être réducteur, dans le couple Fe 3+ /Fe 2+, ou oxydant, dans le couple Fe 2+ /Fe. Des couples beaucoup plus complexes existent, dont les formes oxydées et réduites napparaissent pas au premier abord comme liées par un échange délectrons. Citons, par exemple, le couple MnO 4 - /Mn 2+ dont léquation formelle de transfert délectrons entre forme oxydée et réduite nest pas aussi simple que celle des couples déjà rencontrés. MnO 4 - (aq) + 8 H + (aq) + 5 e - = Mn 2+ (aq) + 4 H 2 O La solution dions MnO 4 - étant violette alors que les ions Mn 2+ sont incolores, un titrage par suivi colorimétrique visuel est possible, comme nous le verrons dans le TP à venir.

9 9 Matériel, solutions et réactifs : Nitrate dargent en solution à 1 mol/L Sulfate de cuivre en solution à 0,3 mol/L Soude en solution à 0,1 mol/L Chlorure de fer(III) à 0,05 mol/L Iodure de potassium en solution à 0,1 mol/L Chlorure de potassium en solution à 0,1 mol/L Cyclohexane (3 x 20 mL double extraction) Tresse de cuivre paille de fer Diiode en solution aqueuse Permanganate de potassium en solution acide Sel de Mohr en solution légèrement acide Ampoule à décanter Bechers de 50 mL Rétroprojecteur Bec Bunsen ou four à air chaud Tubes à essai


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