Equation complète d'oxydo-réduction

Nous allons voir ici comment à partir de deux demi-équations chimiques d'oxydo-réduction, nous pouvons obtenir une équation complète.

1. Exemple simple

Dans l'exemple qui nous a servi d'introduction, la réaction chimique du sulfate de cuivre avec le zinc nous a donné les deux demi équations :

• Cu²⁺ + 2e^-   =   Cu
• Zn²⁺ + 2e^-   =   Zn

Réécrivons les équations en plaçant cette fois les réactifs à gauche, et les produits à droite. Puis ajoutons les ensemble. Le signe "=" est devenu une flèche car la réaction possède un sens.

Nous pouvons maintenant supprimer les 2 électrons qui apparaîssent de chaque côté de l'équation, ce qui donne finalement :

Cu²⁺ + Zn   →   Cu + Zn²⁺

Cette équation nous montre que le zinc a été oxydé par le cuivre (qui est l'oxydant), et on dit aussi que l'oxygène a été "réduit" par le zinc (qui est le réducteur).

2. Exemple ou le nombre d'électrons est différent dans chaque demi-équation

On observe une réaction d'oxydo-réduction entre le cuivre et le nitrate d'argent. Les couples redox qui interviennent ici sont : Ag⁺ / Ag et Cu²⁺ / Cu
Ecrivons les demi-équations :

• Ag⁺ + e^-   =   Ag
• Cu²⁺ + 2e^-   =   Cu

Les réactifs sont le cuivre et l'ion Ag⁺ se trouvant dans le nitrate d'argent. Plaçons donc ces réactifs à gauche et ce qui reste (les produits) à droite.

• Ag⁺ + e^-   =   Ag
• Cu   =   Cu²⁺ + 2e^-

Pour faire disparaitre les électrons en additionnant ces deux demi équations, il suffit de multiplier celle du haut par deux.

On obtient alors après élimination des électrons :

2Ag⁺ + Cu   →   2Ag + Cu²⁺

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Exercice : Production du dichlore en laboratoire

Une solution rapide pour obtenir du dichlore gazeux (Cl₂(g)) en laboratoire est de verser de l'acide chlorhydrique sur des cristaux de permanganate de potassium (KMnO₄). Les couples oxydoréducteurs mis en jeux sont :
  Cl₂(g) / Cl^-(aq)   et   MnO₄^- / Mn²⁺

1. Ecrire les demi-équations d'oxydoréduction.
2. Ecrire l'équation complète de la réaction chimique.
3. On dispose de 31,6 grammes de KMnO₄.

a) Calculer la masse molaire du KMnO₄.
b) Déduire du résultat précédent la quantité de matière de KMnO₄.
c) Construire le tableau d'avancement de la réaction.
d) Quelle volume maximale de dichlore peut-on obtenir ?

Données : M(K)=39,1 g·mol^-1, M(Mn)=54,9 g·mol^-1, et M(O)=16 g·mol^-1. Vm=24 L.