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DEFIS DU XXI e SIECLE
Ch 17: Pile et réactions d’oxydoréduction
I) Fonctionnement d’une pileCf TP Réalisation et fonctionnement des piles
II) Réactions d’oxydoréduction1) Définitions
Oxydant : espèce chimique capable de capter un ou plusieurs électrons.Exemple: L’ion cuivre (II): Cu2+
(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- = RedExemples: les couples Ox/Red
Cu2+(aq)/ Cu(s) : Cu2+
(aq) + 2 e- = Cu(s)
Ag+(aq)/Ag(s) : Ag+
(aq) + e- = Ag(s)
II) Réactions d’oxydoréduction2) 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- = RedOxydation
Réduction
II) Réactions d’oxydoréduction3) Ajustement d’une demi-équation rédox
Elle doit respecter la conservation des éléments et de la charge électrique.
Ex : couple MnO4- / Mn2+ : (ions permanganates / ions manganèses)
Etape 1: MnO4- + e- → Mn2+
Assurer la conservation des éléments autres que H et O
Etape 2: MnO4- + e- → Mn2+ + 4 H2O
Assurer la conservation de O avec des molécules d’eau
Etape 3: MnO4- + 8 H+ + e- → Mn2+ + 4 H2O
Assurer la conservation de H avec des ions H+
Etape 4: MnO4- + 8 H+ + 5 e- → Mn2+ + 4 H2O
Assurer la conservation des charges électriques avec des électrons
II) Réactions d’oxydoréduction4) 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
II) Réactions d’oxydoréduction5) 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.
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