Première application : dismutation

La dismutation est la décomposition spontanée d'une espèce en deux autres, distinctes l'une de l'autre :

\(\textrm B+\textrm B\to\textrm C+\textrm A\)

Nous allons prendre l'exemple du dioxyde de chlore en milieu basique.

Diagramme de Frost - Dismutation

Sur la figure sont positionnés les trois composés \(\textrm{ClO}_2^-\), \(\textrm{ClO}_2\) et \(\textrm{ClO}_3^-\) avec les droites les rejoignant. On observe une forte différence de pente entre les 2 droites (\(\textrm{ClO}_2^-\) - \(\textrm{ClO}_2\)) et (\(\textrm{ClO}_2\textrm{-ClO}_3^-\)), et le point représentant \(\textrm{ClO}_2\) est au dessus de la droite hypothétique qui rejoint les composés \(\textrm{ClO}_2^-\) et \(\textrm{ClO}_3^-\). D'après la construction du diagramme de Frost on sait que deux couples redox sont associés à chacune des pentes (en noir).

Considérons donc les couples \(\textrm{Cl}^{+\textrm{IV}}\textrm O_2\textrm{/Cl}^{+\textrm{III}}\textrm O_2^-\) et \(\textrm{Cl}^{+\textrm{V}}\textrm O_3^-\textrm{/Cl}^{+\textrm{IV}}\textrm O_2\) que l'on peut également nommer \(\textrm{Ox1/Red1}\) et \(\textrm{Ox2/Red2}\). Comme la pente du couple \(\textrm{Cl}^{+\textrm{IV}}\textrm O_2\textrm{/Cl}^{+\textrm{III}}\textrm O_2^-\) est plus forte que celle du couple \(\textrm{Cl}^{+\textrm{V}}\textrm O_3^-\textrm{/Cl}^{+\textrm{IV}}\textrm O_2\) son potentiel redox est donc plus élevé que celui de ce dernier. Ainsi on a :

Règle de gamma - Dismutation

\(\textrm{Cl}^{+\textrm{IV}}\textrm O_2+\textrm{Cl}^{+\textrm{IV}}\textrm O_2\to\textrm{Cl}^{+\textrm{V}}\textrm O_3^-+\textrm{Cl}^{+\textrm{III}}\textrm O_2^-\)

ou encore \(\textrm{Ox1}+\textrm{Red2}\to\textrm{Ox2}+\textrm{Red1}\)

On a bien dismutation de \(\textrm{ClO}_2\) en \(\textrm{ClO}_2^-\) et \(\textrm{ClO}_3^-\). Donc graphiquement si on observe sur le diagramme de Frost la configuration dessinée précédemment cela signifie que l'espèce intermédiaire qui est située au dessus de la droite rejoignant deux autres espèces n'est pas stable dans les conditions choisies et se dismute.