Réactions REDOX

Une transformation chimique d'équation-bilan \(\textrm{Ox} + n. \textrm e^- = \textrm{Red}\) ne peut exister seule : les électrons émis ou captés doivent être captés ou libérés par une autre espèce intervenant dans un autre couple rédox et présente lors de la réaction chimique.

La réaction d'échange d'électrons entre 2 couples rédox, par exemple \(\textrm{Ox}_1 / \textrm{Red}_1\) et \(\textrm{Ox}_2 / \textrm{Red}_2\), pourra se manifester lors d'une réaction chimique directe de type :

\(\textrm{Ox}_1 +\textrm{Red}_2 = \textrm{Ox}_2 + \textrm{Red}_1\)

On désigne cette réaction comme étant une réaction d'oxydo-réduction.

Concernant cette réaction, on dira que :

  • L'oxydant \(\textrm{Ox}_1\) a été réduit ou a subi une réduction en \(\textrm{Red}_1\) :

    Une réduction est la formation d'un réducteur

  • \(\textrm{Ox}_1\) a gagné des électrons :

    Une réduction est un gain d'électrons

  • Le réducteur \(\textrm{Red}_2\) a été oxydé ou a subi une oxydation en \(\textrm{Ox}_2\) :

    Une oxydation est la formation d'un oxydant

  • \(\textrm{Red}_2\) a perdu des électrons :

    Une oxydation est une perte d'électrons

Toutes les réactions observées jusqu'à présent mettent d'autant plus en évidence l'échange d'électrons que les produits associés sont soit des atomes neutres soit des ions simples : on suit ainsi à la trace les électrons.

Vous pouvez voir dans l'expérience suivante une réaction d'oxydo-réduction où le transfert électronique s'effectue entre le cuivre métallique \(\textrm{Cu}\) (réducteur) et l'ion argent \( \textrm{Ag}^+\) (oxydant) :

Arbre de Diane

Cette réaction s'interprète suivant la réaction d'oxydo-réduction :

\(\textrm{Cu}_{(s)} + 2.\textrm{Ag}^+_{(aq)} = \textrm{Cu}^{2 +}_{(aq)} + 2.\textrm{Ag}_{(s)}\)

Cependant, une réaction de combustion telle que la combustion du méthane par le dioxygène en phase gazeuse

\(\textrm{CH}_4 + 2.\textrm{O}_2 = \textrm{CO}_2 + 2.\textrm H_2\textrm O\)

est aussi une réaction rédox bien qu'elle ne fasse apparaître aucune espèce chimique chargée électriquement. Il y a globalement transfert d'électrons du carbone vers l'oxygène. Le méthane, donneur d'électrons, constitue le réducteur et le dioxygène, capteur d'électrons, l'oxydant.

Pour le comprendre, il va être nécessaire d'introduire les concepts d'état d'oxydation et de nombre d'oxydation.