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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