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title: "Oxydation et réduction"
book: "La chimie à l’école — Années 1 à 12"
subject: chemistry
language: fr
chapter: 35
exercises: 15
source: https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/35-oxydation-et-reduction
license: CC-BY-NC-SA-4.0
credit: "One Chemistry Book, One Course (one-course.com)"
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# Chapitre 35 — Oxydation et réduction

On plonge une lame de zinc dans une solution bleue de sulfate de cuivre. En quelques minutes, sa surface se couvre d’un dépôt spongieux brun-rouge ; une heure plus tard, le bleu de la solution a pâli. Du cuivre métallique est apparu là où il n’y en avait pas, et le zinc est passé en solution sous forme d’[ions](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/17-les-ions-et-les-solutions-ioniques#def-g9-ions-ion) invisibles. Rien n’a été chauffé, aucun gaz ne s’est dégagé, aucun dioxygène n’est intervenu — et pourtant les chimistes appellent cela une [oxydation](#def-g11-redox-oxidation). Le mot voulait autrefois dire « combinaison avec l’oxygène » ; il désigne aujourd’hui quelque chose de plus général et de plus utile : la perte d’[électrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/16-a-linterieur-de-latome#def-g9-inside-the-atom-nucleus). Ce chapitre suit les [électrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/16-a-linterieur-de-latome#def-g9-inside-the-atom-nucleus).

**Rappel.**

Un [ion](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/17-les-ions-et-les-solutions-ioniques#def-g9-ions-ion) est un [atome](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/11-atomes-et-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom) ou un groupe d’[atomes](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/11-atomes-et-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom) qui a gagné ou perdu des [électrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/16-a-linterieur-de-latome#def-g9-inside-the-atom-nucleus) ([Chapitre 17](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/17-les-ions-et-les-solutions-ioniques#ch-g9-ions)). Un [métal](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/20-le-tableau-periodique-un-premier-regard#def-g9-periodic-table-first-look-metal) comme le fer ou le zinc réagit avec l’acide chlorhydrique en donnant du dihydrogène et des [ions](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/17-les-ions-et-les-solutions-ioniques#def-g9-ions-ion) métalliques ([Chapitre 19](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/19-les-metaux-reactions-avec-les-acides-et-corrosion#ch-g9-metals-acids-corrosion)). Une [quantité de matière](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/25-la-mole-et-la-masse-molaire#def-g10-the-mole-amount) $n$, en [moles](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/25-la-mole-et-la-masse-molaire#def-g10-the-mole-amount), se calcule à partir d’une masse $m$ par $n = m/M$ ([Chapitre 25](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/25-la-mole-et-la-masse-molaire#ch-g10-the-mole)).

![Une lame de zinc dans une solution de sulfate de cuivre : du cuivre se dépose sur le zinc, et des ions zinc prennent sa place dans la solution.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g11-redox/img-a004bd67229a.jpg)

*Une lame de zinc dans une solution de sulfate de cuivre : du cuivre se dépose sur le zinc, et des [ions](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/17-les-ions-et-les-solutions-ioniques#def-g9-ions-ion) zinc prennent sa place dans la solution.*

## 35.1 Oxydants et réducteurs

**Définition 35.1 (Oxydant et réducteur).**

Un *oxydant* est une espèce capable de gagner un ou plusieurs [électrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/16-a-linterieur-de-latome#def-g9-inside-the-atom-nucleus). Un *réducteur* est une espèce capable de céder un ou plusieurs [électrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/16-a-linterieur-de-latome#def-g9-inside-the-atom-nucleus).

**Définition 35.2 (Oxydation et réduction).**

Une *oxydation* est une perte d’[électrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/16-a-linterieur-de-latome#def-g9-inside-the-atom-nucleus) ; une *réduction* est un gain d’[électrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/16-a-linterieur-de-latome#def-g9-inside-the-atom-nucleus). Un [réducteur](#def-g11-redox-oxidant) s’oxyde ; un [oxydant](#def-g11-redox-oxidant) se réduit.

**Remarque 35.3 (Un moyen mnémotechnique).**

Lors d’une *[réduction](#def-g11-redox-oxidation)*, la charge de l’espèce est réduite : $\ce{Cu^{2+}}$ qui gagne deux [électrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/16-a-linterieur-de-latome#def-g9-inside-the-atom-nucleus) devient $\ce{Cu}$, charge $+2 \to 0$. Lors d’une [oxydation](#def-g11-redox-oxidation), la charge augmente : $\ce{Zn -> Zn^{2+} + 2e-}$, $0 \to +2$.

**Définition 35.4 (Couple oxydant/réducteur et demi-équation).**

Un [oxydant](#def-g11-redox-oxidant) et le [réducteur](#def-g11-redox-oxidant) qu’il devient en gagnant des [électrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/16-a-linterieur-de-latome#def-g9-inside-the-atom-nucleus) forment un *couple oxydant/réducteur*, noté Ox/Red, l’[oxydant](#def-g11-redox-oxidant) en premier : $\ce{Cu^{2+}}$/$\ce{Cu}$, $\ce{Zn^{2+}}$/$\ce{Zn}$. L’échange d’[électrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/16-a-linterieur-de-latome#def-g9-inside-the-atom-nucleus) au sein d’un couple est décrit par sa *demi-équation*,

$$
\text{Ox} + n\,\ce{e-} \ce{<=>} \text{Red},
$$

ajustée en [atomes](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/11-atomes-et-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom) et en charges, par exemple $\ce{Cu^{2+}(aq) + 2e- <=> Cu(s)}$. La double flèche indique que l’échange peut se faire dans les deux sens.

**Exemple 35.5 (Les métaux et leurs ions).**

Chaque [métal](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/20-le-tableau-periodique-un-premier-regard#def-g9-periodic-table-first-look-metal) forme un couple avec son [ion](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/17-les-ions-et-les-solutions-ioniques#def-g9-ions-ion) :

| couple | [demi-équation](#def-g11-redox-couple) |
| --- | --- |
| $\ce{Ag+}$/$\ce{Ag}$ | $\ce{Ag+ + e- <=> Ag}$ |
| $\ce{Cu^{2+}}$/$\ce{Cu}$ | $\ce{Cu^{2+} + 2e- <=> Cu}$ |
| $\ce{Fe^{2+}}$/$\ce{Fe}$ | $\ce{Fe^{2+} + 2e- <=> Fe}$ |
| $\ce{Zn^{2+}}$/$\ce{Zn}$ | $\ce{Zn^{2+} + 2e- <=> Zn}$ |
| $\ce{Al^{3+}}$/$\ce{Al}$ | $\ce{Al^{3+} + 3e- <=> Al}$ |

Des [ions](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/17-les-ions-et-les-solutions-ioniques#def-g9-ions-ion) peuvent aussi former des couples : $\ce{Fe^{3+} + e- <=> Fe^{2+}}$ pour le couple $\ce{Fe^{3+}}$/$\ce{Fe^{2+}}$, et $\ce{I2 + 2e- <=> 2I-}$ pour $\ce{I2}$/$\ce{I-}$. L’hydrogène aussi : $\ce{2H+ + 2e- <=> H2}$ pour $\ce{H+}$/$\ce{H2}$.

**Remarque 35.6 (Une espèce, deux rôles).**

Une espèce peut être le [réducteur](#def-g11-redox-oxidant) d’un couple et l’[oxydant](#def-g11-redox-oxidant) d’un autre. L’[ion](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/17-les-ions-et-les-solutions-ioniques#def-g9-ions-ion) $\ce{Fe^{2+}}$ est l’[oxydant](#def-g11-redox-oxidant) de $\ce{Fe^{2+}}$/$\ce{Fe}$ et le [réducteur](#def-g11-redox-oxidant) de $\ce{Fe^{3+}}$/$\ce{Fe^{2+}}$. Le rôle qu’il joue dépend de son partenaire dans la réaction.

## 35.2 Les réactions d’oxydoréduction

**Définition 35.7 (Réaction d’oxydoréduction).**

Une *réaction d’oxydoréduction* est un transfert d’[électrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/16-a-linterieur-de-latome#def-g9-inside-the-atom-nucleus) du [réducteur](#def-g11-redox-oxidant) d’un couple vers l’[oxydant](#def-g11-redox-oxidant) d’un autre couple. Le [réducteur](#def-g11-redox-oxidant) s’oxyde et l’[oxydant](#def-g11-redox-oxidant) se réduit, en même temps.

**Proposition 35.8 (Pas d’électrons libres).**

Les [électrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/16-a-linterieur-de-latome#def-g9-inside-the-atom-nucleus) n’existent pas à l’état libre dans une solution : chaque [électron](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/16-a-linterieur-de-latome#def-g9-inside-the-atom-nucleus) cédé par le [réducteur](#def-g11-redox-oxidant) est capté par l’[oxydant](#def-g11-redox-oxidant). L’équation d’une [réaction d’oxydoréduction](#def-g11-redox-reaction) s’obtient donc en additionnant les deux [demi-équations](#def-g11-redox-couple), chacune multipliée par le nombre qui rend égaux les [électrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/16-a-linterieur-de-latome#def-g9-inside-the-atom-nucleus) cédés et les [électrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/16-a-linterieur-de-latome#def-g9-inside-the-atom-nucleus) captés ; les [électrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/16-a-linterieur-de-latome#def-g9-inside-the-atom-nucleus) s’éliminent alors et n’apparaissent pas dans l’équation.

**Exemple 35.9 (Le zinc et les ions cuivre).**

Dans la scène d’ouverture, le zinc est oxydé et les [ions](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/17-les-ions-et-les-solutions-ioniques#def-g9-ions-ion) cuivre sont réduits :

$$
\begin{array}{ll}
  \ce{Zn(s) -> Zn^{2+}(aq) + 2e-} & \text{(oxydation)}\\
  \ce{Cu^{2+}(aq) + 2e- -> Cu(s)} & \text{(réduction)}\\
  \hline
  \ce{Zn(s) + Cu^{2+}(aq) -> Zn^{2+}(aq) + Cu(s)} &
\end{array}
$$

Deux [électrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/16-a-linterieur-de-latome#def-g9-inside-the-atom-nucleus) passent de chaque [atome](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/11-atomes-et-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom) de zinc à un [ion](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/17-les-ions-et-les-solutions-ioniques#def-g9-ions-ion) cuivre. La couleur bleue de la solution est celle des [ions](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/17-les-ions-et-les-solutions-ioniques#def-g9-ions-ion) $\ce{Cu^{2+}}$ ; elle pâlit à mesure qu’ils sont consommés, tandis que les [ions](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/17-les-ions-et-les-solutions-ioniques#def-g9-ions-ion) $\ce{Zn^{2+}}$, incolores, prennent leur place.

![À la surface du zinc. Un atome de zinc perd deux électrons et part sous forme d’ion Zn2+ ; les deux électrons traversent le métal jusqu’à un ion Cu2+ qui touche la surface, qui devient un atome de cuivre et reste sur la lame.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g11-redox/fig-6462021eb802.svg)

*À la surface du zinc. Un [atome](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/11-atomes-et-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom) de zinc perd deux [électrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/16-a-linterieur-de-latome#def-g9-inside-the-atom-nucleus) et part sous forme d’[ion](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/17-les-ions-et-les-solutions-ioniques#def-g9-ions-ion) $\ce{Zn^{2+}}$ ; les deux [électrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/16-a-linterieur-de-latome#def-g9-inside-the-atom-nucleus) traversent le [métal](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/20-le-tableau-periodique-un-premier-regard#def-g9-periodic-table-first-look-metal) jusqu’à un [ion](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/17-les-ions-et-les-solutions-ioniques#def-g9-ions-ion) $\ce{Cu^{2+}}$ qui touche la surface, qui devient un [atome](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/11-atomes-et-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom) de cuivre et reste sur la lame.*

![Ce que l’on voit : le dépôt de cuivre sur la partie immergée de la lame, et la décoloration du bleu des ions Cu2+.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g11-redox/fig-afc92f9ca5c0.svg)

*Ce que l’on voit : le dépôt de cuivre sur la partie immergée de la lame, et la décoloration du bleu des [ions](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/17-les-ions-et-les-solutions-ioniques#def-g9-ions-ion) $\ce{Cu^{2+}}$.*

**Exemple 35.10 (Les métaux dans l’acide, revus).**

Quand le fer [se dissout](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/2-melanger-et-dissoudre#def-g2-mixing-and-dissolving-dissolve) dans l’acide chlorhydrique, le fer est oxydé et les [ions](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/17-les-ions-et-les-solutions-ioniques#def-g9-ions-ion) $\ce{H+}$ sont réduits en dihydrogène :

$$
\ce{Fe(s) + 2H+(aq) -> Fe^{2+}(aq) + H2(g)}.
$$

Les couples sont $\ce{Fe^{2+}}$/$\ce{Fe}$ et $\ce{H+}$/$\ce{H2}$ ; les [ions](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/17-les-ions-et-les-solutions-ioniques#def-g9-ions-ion) chlorure ne participent pas.

**Au laboratoire — L’arbre de Diane.**

On suspend une spirale de fil de cuivre propre dans un bécher de solution diluée de nitrate d’argent, $\ce{Ag+(aq) + NO3^-(aq)}$. En une heure, des aiguilles ramifiées d’argent brillant poussent le long du fil, et la solution incolore devient bleu pâle : $\ce{Cu(s) + 2Ag+(aq) -> Cu^{2+}(aq) + 2Ag(s)}$. L’expérience est réalisée par l’enseignant, avec gants et lunettes, et la solution est ensuite récupérée comme déchet dangereux.

**Sécurité.**

![](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g11-redox/fig-105f4dfb6e4f.svg)

![](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g11-redox/fig-93c17238ab7b.svg)

![](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g11-redox/fig-37c19258c5e2.svg)

![](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g11-redox/fig-259f91be137f.svg)

Le nitrate d’argent est un comburant qui peut entretenir un incendie (GHS03) ; il est corrosif pour la peau et les yeux, et tache la peau en noir (GHS05) ; il présente un danger pour la santé (GHS08) ; il est très toxique pour les organismes aquatiques, et ne va donc jamais à l’évier (GHS09).

![Des cristaux d’argent qui poussent sur un fil de cuivre dans une solution de nitrate d’argent.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g11-redox/img-990674e45412.jpg)

*Des cristaux d’argent qui poussent sur un fil de cuivre dans une solution de nitrate d’argent.*

## 35.3 Ajuster les demi-équations

Beaucoup de couples importants contiennent de l’oxygène et s’écrivent pour des [solutions acides](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/18-acides-bases-et-ph#def-g9-acids-bases-ph-acidic), où des [ions](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/17-les-ions-et-les-solutions-ioniques#def-g9-ions-ion) $\ce{H+}$ sont présents. Leurs [demi-équations](#def-g11-redox-couple) demandent des [molécules](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/11-atomes-et-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) d’eau et des [ions](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/17-les-ions-et-les-solutions-ioniques#def-g9-ions-ion) $\ce{H+}$ pour être ajustées.

**Méthode 35.11 (Ajuster une demi-équation en milieu acide).**

Pour écrire la [demi-équation](#def-g11-redox-couple) d’un couple Ox/Red en milieu acide :

1. écrire Ox à gauche et Red à droite, et ajuster l’élément qui n’est ni O ni H ;
2. ajuster les [atomes](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/11-atomes-et-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom) d’oxygène avec des [molécules](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/11-atomes-et-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) d’eau $\ce{H2O}$ ;
3. ajuster les [atomes](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/11-atomes-et-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom) d’hydrogène avec des [ions](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/17-les-ions-et-les-solutions-ioniques#def-g9-ions-ion) $\ce{H+}$ ;
4. ajuster les charges avec des [électrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/16-a-linterieur-de-latome#def-g9-inside-the-atom-nucleus) $\ce{e-}$ , à gauche ;
5. vérifier : même nombre de chaque [atome](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/11-atomes-et-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom) , même charge totale des deux côtés.

**Exemple 35.12 (L’ion permanganate).**

Pour le couple $\ce{MnO4^-}$/$\ce{Mn^{2+}}$ (du violet foncé au presque incolore) : le manganèse est ajusté ; les quatre O de gauche donnent $\ce{4H2O}$ à droite ; leurs huit H donnent $\ce{8H+}$ à gauche ; la charge vaut $-1 + 8 = +7$ à gauche, $+2$ à droite, donc on ajoute cinq [électrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/16-a-linterieur-de-latome#def-g9-inside-the-atom-nucleus) à gauche :

$$
\ce{MnO4^-(aq) + 8H+(aq) + 5e- <=> Mn^{2+}(aq) + 4H2O(l)}.
$$

**Exemple 35.13 (L’ion dichromate).**

Pour $\ce{Cr2O7^{2-}}$/$\ce{Cr^{3+}}$ (de l’orange au vert) : deux chromes à droite ; sept O donnent $\ce{7H2O}$ ; quatorze H donnent $\ce{14H+}$ ; charge $-2 + 14 = +12$ à gauche contre $2 \times 3 = +6$ à droite, donc six [électrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/16-a-linterieur-de-latome#def-g9-inside-the-atom-nucleus) :

$$
\ce{Cr2O7^{2-}(aq) + 14H+(aq) + 6e- <=> 2Cr^{3+}(aq) + 7H2O(l)}.
$$

**Méthode 35.14 (Écrire une équation d’oxydoréduction).**

Pour écrire l’équation de la réaction entre l’[oxydant](#def-g11-redox-oxidant) Ox$_1$ d’un couple et le [réducteur](#def-g11-redox-oxidant) Red$_2$ d’un autre :

1. écrire les deux [demi-équations](#def-g11-redox-couple) , la première dans le sens de la [réduction](#def-g11-redox-oxidation) (Ox $_1 \to$ Red $_1$ ), la seconde dans le sens de l’ [oxydation](#def-g11-redox-oxidation) (Red $_2 \to$ Ox $_2$ ) ;
2. les multiplier par les plus petits nombres qui rendent égaux les [électrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/16-a-linterieur-de-latome#def-g9-inside-the-atom-nucleus) ;
3. les additionner ; les [électrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/16-a-linterieur-de-latome#def-g9-inside-the-atom-nucleus) s’éliminent, de même que certains $\ce{H+}$ et $\ce{H2O}$ présents des deux côtés ;
4. vérifier encore une fois les [atomes](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/11-atomes-et-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom) et les charges.

**Exemple 35.15 (Le permanganate et le fer(II)).**

L’[ion](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/17-les-ions-et-les-solutions-ioniques#def-g9-ions-ion) permanganate oxyde les [ions](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/17-les-ions-et-les-solutions-ioniques#def-g9-ions-ion) $\ce{Fe^{2+}}$ en $\ce{Fe^{3+}}$ :

$$
\begin{array}{ll}
  \ce{MnO4^- + 8H+ + 5e- -> Mn^{2+} + 4H2O} & \times 1\\
  \ce{Fe^{2+} -> Fe^{3+} + e-} & \times 5\\
  \hline
  \ce{MnO4^- + 8H+ + 5Fe^{2+} -> Mn^{2+} + 5Fe^{3+} + 4H2O} &
\end{array}
$$

Charge à gauche : $-1 + 8 + 10 = +17$ ; à droite : $2 + 15 = +17$. Cette réaction sert au chapitre suivant à mesurer une quantité de fer(II).

## 35.4 Oxydants et réducteurs autour de nous

**Proposition 35.16 (Quelques oxydants et réducteurs courants).**

Les espèces suivantes se rencontrent sans cesse au laboratoire et dans la vie courante :

| espèce | rôle | [demi-équation](#def-g11-redox-couple) de son couple |
| --- | --- | --- |
| dioxygène $\ce{O2}$ | [oxydant](#def-g11-redox-oxidant) | $\ce{O2 + 4H+ + 4e- <=> 2H2O}$ |
| dichlore $\ce{Cl2}$ | [oxydant](#def-g11-redox-oxidant) | $\ce{Cl2 + 2e- <=> 2Cl-}$ |
| hypochlorite $\ce{ClO-}$ (eau de Javel) | [oxydant](#def-g11-redox-oxidant) | $\ce{2ClO- + 4H+ + 2e- <=> Cl2 + 2H2O}$ |
| peroxyde d’hydrogène $\ce{H2O2}$ | [oxydant](#def-g11-redox-oxidant) | $\ce{H2O2 + 2H+ + 2e- <=> 2H2O}$ |
| permanganate $\ce{MnO4^-}$ | [oxydant](#def-g11-redox-oxidant) | $\ce{MnO4^- + 8H+ + 5e- <=> Mn^{2+} + 4H2O}$ |
| métaux $\ce{M}$ ($\ce{Fe}$, $\ce{Zn}$, $\ce{Al}$…) | [réducteurs](#def-g11-redox-oxidant) | $\ce{M^{n+} + $n$ e- <=> M}$ |
| iodure $\ce{I-}$ | [réducteur](#def-g11-redox-oxidant) | $\ce{I2 + 2e- <=> 2I-}$ |
| thiosulfate $\ce{S2O3^{2-}}$ | [réducteur](#def-g11-redox-oxidant) | $\ce{S4O6^{2-} + 2e- <=> 2S2O3^{2-}}$ |
| acide ascorbique $\ce{C6H8O6}$ (vitamine C) | [réducteur](#def-g11-redox-oxidant) | $\ce{C6H6O6 + 2H+ + 2e- <=> C6H8O6}$ |

**Exemple 35.17 (Le cuivre qui verdit).**

Les toits et les statues de cuivre, laissés des dizaines d’années à l’[air](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/4-lair-un-melange-de-gaz#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) libre, prennent lentement une teinte vert pâle. Le dioxygène de l’[air](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/4-lair-un-melange-de-gaz#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) oxyde le cuivre en [ions](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/17-les-ions-et-les-solutions-ioniques#def-g9-ions-ion) $\ce{Cu^{2+}}$, qui forment avec l’eau et le dioxyde de carbone une fine croûte verte, la patine. Contrairement à la [rouille](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/19-les-metaux-reactions-avec-les-acides-et-corrosion#def-g9-metals-acids-corrosion-corrosion) sur le fer, la patine adhère au [métal](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/20-le-tableau-periodique-un-premier-regard#def-g9-periodic-table-first-look-metal) et le protège de toute attaque ultérieure.

![Un toit de cuivre après des dizaines d’années à l’air : le cuivre oxydé forme une patine verte.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g11-redox/img-134e04d9c0be.jpg)

*Un toit de cuivre après des dizaines d’années à l’[air](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/4-lair-un-melange-de-gaz#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) : le cuivre oxydé forme une patine verte.*

**Remarque 35.18 (Les antioxydants).**

Un « antioxydant » ajouté aux aliments est un [réducteur](#def-g11-redox-oxidant) qui est oxydé par le dioxygène de l’[air](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/4-lair-un-melange-de-gaz#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) avant l’aliment. La vitamine C (acide ascorbique) est le plus courant : une pomme coupée arrosée de jus de citron brunit beaucoup plus lentement, parce que la vitamine C du citron s’oxyde la première.

## 35.5 Exercices

**Exercice 35.1 ★.**

Définir un [oxydant](#def-g11-redox-oxidant), un [réducteur](#def-g11-redox-oxidant), une [oxydation](#def-g11-redox-oxidation) et une [réduction](#def-g11-redox-oxidation).

**Solution de Exercice 35.1.**

[Oxydant](#def-g11-redox-oxidant) : une espèce capable de gagner des [électrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/16-a-linterieur-de-latome#def-g9-inside-the-atom-nucleus). [Réducteur](#def-g11-redox-oxidant) : une espèce capable de céder des [électrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/16-a-linterieur-de-latome#def-g9-inside-the-atom-nucleus). [Oxydation](#def-g11-redox-oxidation) : une perte d’[électrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/16-a-linterieur-de-latome#def-g9-inside-the-atom-nucleus). [Réduction](#def-g11-redox-oxidation) : un gain d’[électrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/16-a-linterieur-de-latome#def-g9-inside-the-atom-nucleus).

**Exercice 35.2 ★.**

Pour chaque paire, écrire le [couple oxydant/réducteur](#def-g11-redox-couple) sous la forme Ox/Red : $\ce{Fe}$ et $\ce{Fe^{2+}}$ ; $\ce{Ag}$ et $\ce{Ag+}$ ; $\ce{I-}$ et $\ce{I2}$ ; $\ce{Fe^{2+}}$ et $\ce{Fe^{3+}}$.

**Solution de Exercice 35.2.**

$\ce{Fe^{2+}}$/$\ce{Fe}$ ; $\ce{Ag+}$/$\ce{Ag}$ ; $\ce{I2}$/$\ce{I-}$ ; $\ce{Fe^{3+}}$/$\ce{Fe^{2+}}$.

**Exercice 35.3 ★.**

Écrire les [demi-équations](#def-g11-redox-couple) des couples $\ce{Ag+}$/$\ce{Ag}$, $\ce{Al^{3+}}$/$\ce{Al}$, $\ce{Fe^{3+}}$/$\ce{Fe^{2+}}$ et $\ce{Cl2}$/$\ce{Cl-}$.

**Solution de Exercice 35.3.**

$\ce{Ag+ + e- <=> Ag}$ ; $\ce{Al^{3+} + 3e- <=> Al}$ ; $\ce{Fe^{3+} + e- <=> Fe^{2+}}$ ; $\ce{Cl2 + 2e- <=> 2Cl-}$.

**Exercice 35.4 ★.**

La transformation $\ce{Fe -> Fe^{2+} + 2e-}$ est-elle une [oxydation](#def-g11-redox-oxidation) ou une [réduction](#def-g11-redox-oxidation) ? Le fer joue-t-il le rôle d’[oxydant](#def-g11-redox-oxidant) ou de [réducteur](#def-g11-redox-oxidant) ?

**Solution de Exercice 35.4.**

Une [oxydation](#def-g11-redox-oxidation) (des [électrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/16-a-linterieur-de-latome#def-g9-inside-the-atom-nucleus) sont perdus) ; le fer joue le rôle de [réducteur](#def-g11-redox-oxidant).

**Exercice 35.5 ★.**

Dans la réaction $\ce{Zn + Cu^{2+} -> Zn^{2+} + Cu}$, nommer l’espèce oxydée, l’espèce réduite, l’[oxydant](#def-g11-redox-oxidant) et le [réducteur](#def-g11-redox-oxidant), et donner le nombre d’[électrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/16-a-linterieur-de-latome#def-g9-inside-the-atom-nucleus) transférés pour chaque [atome](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/11-atomes-et-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom) de zinc.

**Solution de Exercice 35.5.**

Le zinc est oxydé et c’est le [réducteur](#def-g11-redox-oxidant) ; $\ce{Cu^{2+}}$ est réduit et c’est l’[oxydant](#def-g11-redox-oxidant). Deux [électrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/16-a-linterieur-de-latome#def-g9-inside-the-atom-nucleus) par [atome](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/11-atomes-et-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom) de zinc.

**Exercice 35.6 ★★.**

Ajuster, en milieu acide, la [demi-équation](#def-g11-redox-couple) du couple $\ce{H2O2}$/$\ce{H2O}$, en suivant pas à pas la [Méthode 35.11](#met-g11-redox-balance).

**Solution de Exercice 35.6.**

On part de $\ce{H2O2 -> H2O}$ : oxygène : deux O à gauche, donc $\ce{2H2O}$ à droite ; hydrogène : 2 à gauche, 4 à droite, donc $\ce{2H+}$ à gauche ; charge : $+2$ à gauche, 0 à droite, donc deux [électrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/16-a-linterieur-de-latome#def-g9-inside-the-atom-nucleus) à gauche : $\ce{H2O2 + 2H+ + 2e- <=> 2H2O}$.

**Exercice 35.7 ★★.**

Écrire l’équation de la réaction entre le diiode $\ce{I2}$ et l’[ion](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/17-les-ions-et-les-solutions-ioniques#def-g9-ions-ion) thiosulfate $\ce{S2O3^{2-}}$, qui donne des [ions](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/17-les-ions-et-les-solutions-ioniques#def-g9-ions-ion) iodure et des [ions](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/17-les-ions-et-les-solutions-ioniques#def-g9-ions-ion) tétrathionate $\ce{S4O6^{2-}}$.

**Solution de Exercice 35.7.**

$\ce{I2 + 2e- -> 2I-}$ et $\ce{2S2O3^{2-} -> S4O6^{2-} + 2e-}$ ; deux [électrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/16-a-linterieur-de-latome#def-g9-inside-the-atom-nucleus) chacune, donc $\ce{I2 + 2S2O3^{2-} -> 2I- + S4O6^{2-}}$.

**Exercice 35.8 ★★.**

Écrire l’équation de la réaction de l’arbre de Diane à partir de ses deux [demi-équations](#def-g11-redox-couple), et expliquer pourquoi la solution devient bleue.

**Solution de Exercice 35.8.**

$\ce{Cu -> Cu^{2+} + 2e-}$ et $2\times$ ($\ce{Ag+ + e- -> Ag}$) : $\ce{Cu + 2Ag+ -> Cu^{2+} + 2Ag}$. Les [ions](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/17-les-ions-et-les-solutions-ioniques#def-g9-ions-ion) $\ce{Cu^{2+}}$ formés sont bleus.

**Exercice 35.9 ★★.**

La vitamine C, $\ce{C6H8O6}$, réagit avec le diiode $\ce{I2}$. Écrire l’équation de la réaction, et dire quelle espèce est le [réducteur](#def-g11-redox-oxidant).

**Solution de Exercice 35.9.**

$\ce{C6H8O6 -> C6H6O6 + 2H+ + 2e-}$ et $\ce{I2 + 2e- -> 2I-}$ : $\ce{C6H8O6 + I2 -> C6H6O6 + 2I- + 2H+}$. La vitamine C est le [réducteur](#def-g11-redox-oxidant).

**Exercice 35.10 ★★.**

L’aluminium réagit avec les [ions](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/17-les-ions-et-les-solutions-ioniques#def-g9-ions-ion) cuivre(II). Écrire l’équation, et expliquer pourquoi les [demi-équations](#def-g11-redox-couple) doivent être multipliées par 2 et par 3.

**Solution de Exercice 35.10.**

$\ce{Al -> Al^{3+} + 3e-}$ cède 3 [électrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/16-a-linterieur-de-latome#def-g9-inside-the-atom-nucleus), $\ce{Cu^{2+} + 2e- -> Cu}$ en capte 2 ; le plus petit multiple commun est 6, donc la première est multipliée par 2 et la seconde par 3 : $\ce{2Al + 3Cu^{2+} -> 2Al^{3+} + 3Cu}$.

**Exercice 35.11 ★★.**

Le peroxyde d’hydrogène oxyde les [ions](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/17-les-ions-et-les-solutions-ioniques#def-g9-ions-ion) fer(II) en [ions](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/17-les-ions-et-les-solutions-ioniques#def-g9-ions-ion) fer(III) en milieu acide. Écrire l’équation.

**Solution de Exercice 35.11.**

$\ce{H2O2 + 2H+ + 2e- -> 2H2O}$ et $2\times$ ($\ce{Fe^{2+} -> Fe^{3+} + e-}$) : $\ce{H2O2 + 2H+ + 2Fe^{2+} -> 2H2O + 2Fe^{3+}}$.

**Exercice 35.12 ★★★.**

Une lame de zinc perd $1.30\,\mathrm{g}$ dans une solution contenant un excès d’[ions](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/17-les-ions-et-les-solutions-ioniques#def-g9-ions-ion) cuivre(II). Quelle masse de cuivre se dépose ? On prendra $M(\ce{Zn}) = 65.4\,\mathrm{g}/\mathrm{mol}$ et $M(\ce{Cu}) = 63.5\,\mathrm{g}/\mathrm{mol}$.

**Solution de Exercice 35.12.**

$n(\ce{Zn}) = 1.30/65.4 = 1.99 \times 10^{-2}\,\mathrm{mol}$. Un [atome](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/11-atomes-et-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom) de cuivre se dépose par [atome](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/11-atomes-et-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom) de zinc oxydé, donc $n(\ce{Cu}) = 1.99 \times 10^{-2}\,\mathrm{mol}$ et $m(\ce{Cu}) = 1.99\times 10^{-2} \times 63.5 = 1.26\,\mathrm{g}$.

**Exercice 35.13 ★★★.**

Écrire l’équation de l’[oxydation](#def-g11-redox-oxidation) des [ions](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/17-les-ions-et-les-solutions-ioniques#def-g9-ions-ion) fer(II) par les [ions](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/17-les-ions-et-les-solutions-ioniques#def-g9-ions-ion) dichromate en milieu acide. Quelle quantité de $\ce{Fe^{2+}}$ est oxydée par $0.010\,\mathrm{mol}$ d’[ions](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/17-les-ions-et-les-solutions-ioniques#def-g9-ions-ion) dichromate ?

**Solution de Exercice 35.13.**

$\ce{Cr2O7^{2-} + 14H+ + 6e- -> 2Cr^{3+} + 7H2O}$ et $6\times$ ($\ce{Fe^{2+} -> Fe^{3+} + e-}$) : $\ce{Cr2O7^{2-} + 14H+ + 6Fe^{2+} -> 2Cr^{3+} + 6Fe^{3+} + 7H2O}$. Six $\ce{Fe^{2+}}$ par [ion](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/17-les-ions-et-les-solutions-ioniques#def-g9-ions-ion) dichromate : $6 \times 0.010 = 0.060\,\mathrm{mol}$.

**Exercice 35.14 ★★★.**

L’eau de Javel contient des [ions](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/17-les-ions-et-les-solutions-ioniques#def-g9-ions-ion) hypochlorite $\ce{ClO-}$ et des [ions](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/17-les-ions-et-les-solutions-ioniques#def-g9-ions-ion) chlorure $\ce{Cl-}$. À l’aide des couples $\ce{ClO-}$/$\ce{Cl2}$ et $\ce{Cl2}$/$\ce{Cl-}$, écrire l’équation de la réaction qui se produit quand l’eau de Javel rencontre un acide, et expliquer pourquoi les étiquettes de l’eau de Javel et des détartrants acides avertissent toutes deux de ne jamais les [mélanger](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/2-melanger-et-dissoudre#def-g2-mixing-and-dissolving-mix).

**Solution de Exercice 35.14.**

$\ce{2ClO- + 4H+ + 2e- -> Cl2 + 2H2O}$ et $\ce{2Cl- -> Cl2 + 2e-}$ ; en additionnant et en divisant par 2 : $\ce{ClO- + Cl- + 2H+ -> Cl2 + H2O}$. Un acide fournit les [ions](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/17-les-ions-et-les-solutions-ioniques#def-g9-ions-ion) $\ce{H+}$, et la réaction libère du dichlore, un gaz toxique : d’où l’avertissement de ne jamais [mélanger](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/2-melanger-et-dissoudre#def-g2-mixing-and-dissolving-mix) les deux produits.

**Exercice 35.15 ★★★.**

Dans la figure de la surface du zinc, les [électrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/16-a-linterieur-de-latome#def-g9-inside-the-atom-nucleus) traversent le [métal](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/20-le-tableau-periodique-un-premier-regard#def-g9-periodic-table-first-look-metal), et non la solution. À l’aide de la [Proposition 35.8](#prop-g11-redox-no-free-electrons), expliquer pourquoi le cuivre se dépose sur la lame de zinc elle-même et non ailleurs dans le bécher.

**Solution de Exercice 35.15.**

Les [électrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/16-a-linterieur-de-latome#def-g9-inside-the-atom-nucleus) ne peuvent pas circuler librement dans la solution ([Proposition 35.8](#prop-g11-redox-no-free-electrons)) : ceux que perdent les [atomes](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/11-atomes-et-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom) de zinc ne peuvent être captés que par un [ion](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/17-les-ions-et-les-solutions-ioniques#def-g9-ions-ion) $\ce{Cu^{2+}}$ qui touche le [métal](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/20-le-tableau-periodique-un-premier-regard#def-g9-periodic-table-first-look-metal). L’[atome](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/11-atomes-et-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom) de cuivre se forme donc à la surface de la lame, et y reste.

## 35.6 Problème : l’éthylotest

**Problème 35.1.**

Problème du week-end — la chimie d’un éthylotest à tube : deux couples, un virage de l’orange au vert, la masse d’éthanol qu’un tube peut détecter, et la pile à combustible qui l’a remplacé

Les premiers éthylotests utilisaient un tube de verre rempli de grains de silice recouverts de dichromate de potassium orange, $\ce{K2Cr2O7}$, en milieu acide. L’éthanol, $\ce{CH3CH2OH}$, contenu dans l’[air](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/4-lair-un-melange-de-gaz#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) expiré que l’on souffle dans le tube réduit les [ions](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/17-les-ions-et-les-solutions-ioniques#def-g9-ions-ion) dichromate en [ions](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/17-les-ions-et-les-solutions-ioniques#def-g9-ions-ion) $\ce{Cr^{3+}}$ verts et s’oxyde en acide éthanoïque, $\ce{CH3COOH}$ ; la longueur de la zone verte mesure l’éthanol. On suppose qu’un tube contient $2.0\,\mathrm{mg}$ de dichromate de potassium. On utilisera $M(\ce{K}) = 39.1$, $M(\ce{Cr}) = 52.0$, $M(\ce{O}) = 16.0$, $M(\ce{C}) = 12.0$, $M(\ce{H}) = 1.0\,\mathrm{g}/\mathrm{mol}$, $N_A =
6.02 \times 10^{23}\,\mathrm{mol}^{-1}$ et $e = 1.60 \times 10^{-19}\,\mathrm{C}$.

**Partie I — Deux couples.**

1. Nommer les deux [couples oxydant/réducteur](#def-g11-redox-couple) mis en jeu, l’ [oxydant](#def-g11-redox-oxidant) en premier.
2. L’éthanol est-il oxydé ou réduit ? Est-il l’ [oxydant](#def-g11-redox-oxidant) ou le [réducteur](#def-g11-redox-oxidant) ?
3. Écrire la [demi-équation](#def-g11-redox-couple) du couple $\ce{Cr2O7^{2-}}$ / $\ce{Cr^{3+}}$ en milieu acide.
4. Écrire la [demi-équation](#def-g11-redox-couple) du couple $\ce{CH3COOH}$ / $\ce{CH3CH2OH}$ en milieu acide.
5. En déduire l’équation de la réaction dans le tube.

**Partie II — Ce qu’un tube peut mesurer.**

6. Expliquer le changement de couleur des grains.
7. Calculer la [masse molaire](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/25-la-mole-et-la-masse-molaire#def-g10-the-mole-molar-mass) du dichromate de potassium.
8. Calculer la quantité d’ [ions](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/17-les-ions-et-les-solutions-ioniques#def-g9-ions-ion) dichromate dans le tube.
9. Quelle quantité d’éthanol faut-il pour faire virer au vert tout le tube ?
10. En déduire la plus grande masse d’éthanol qu’un tube peut mesurer.

**Partie III — De l’haleine au sang.** Une personne souffle $1.0\,\mathrm{L}$ d’[air](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/4-lair-un-melange-de-gaz#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) dans le tube ; la zone verte s’allonge proportionnellement à la masse d’éthanol qui l’atteint.

11. L’ [air](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/4-lair-un-melange-de-gaz#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) expiré contient $0.25\,\mathrm{mg}$ d’éthanol par litre. Quelle fraction du dichromate est utilisée ?
12. Le tube mesure $10\,\mathrm{cm}$ de long. Quelle est la longueur de la zone verte ?
13. Les éthylomètres admettent que $2100\,\mathrm{L}$ d’ [air](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/4-lair-un-melange-de-gaz#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) expiré contiennent autant d’éthanol que $1\,\mathrm{L}$ de sang. Estimer la masse d’éthanol par litre de sang, en grammes.
14. Pourquoi la zone verte commence-t-elle à l’entrée du tube et s’allonge-t-elle vers la sortie, au lieu que tout le tube verdisse légèrement ?
15. Pourquoi un tube ne peut-il servir qu’une fois ?

**Partie IV — La pile à [combustible](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/5-la-combustion-ce-dont-un-feu-a-besoin#def-g4-what-a-fire-needs-fuel).** Le dichromate de potassium porte les pictogrammes ![](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g11-redox/fig-b92e5d8c18fd.svg) ![](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g11-redox/fig-16d319f07c40.svg) ![](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g11-redox/fig-8e4c7d47ff36.svg) ![](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g11-redox/fig-c662a9a86cea.svg) ![](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g11-redox/fig-62fdf82d203a.svg) ![](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g11-redox/fig-831fae79d6bd.svg). Les appareils modernes utilisent à la place une pile à [combustible](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/5-la-combustion-ce-dont-un-feu-a-besoin#def-g4-what-a-fire-needs-fuel), dans laquelle l’éthanol de l’[air](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/4-lair-un-melange-de-gaz#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) expiré est oxydé par le dioxygène sur une électrode, et les [électrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/16-a-linterieur-de-latome#def-g9-inside-the-atom-nucleus) libérés circulent dans un fil.

16. Donner deux raisons, lues sur les pictogrammes, pour lesquelles on a abandonné les tubes au dichromate.
17. Écrire l’équation de l’ [oxydation](#def-g11-redox-oxidation) de l’éthanol par le dioxygène, à l’aide du couple $\ce{O2}$ / $\ce{H2O}$ .
18. Combien d’ [électrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/16-a-linterieur-de-latome#def-g9-inside-the-atom-nucleus) une [molécule](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/11-atomes-et-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) d’éthanol cède-t-elle quand elle est oxydée en acide éthanoïque ?
19. Pour $0.25\,\mathrm{mg}$ d’éthanol, calculer la quantité d’éthanol, puis le nombre d’ [électrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/16-a-linterieur-de-latome#def-g9-inside-the-atom-nucleus) libérés.
20. En déduire la charge électrique qui traverse la pile à [combustible](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/5-la-combustion-ce-dont-un-feu-a-besoin#def-g4-what-a-fire-needs-fuel) . Pourquoi cette charge est-elle une bonne mesure de l’éthanol de l’haleine ?

**Solution de Problème 35.1.**

**1.** $\ce{Cr2O7^{2-}}$/$\ce{Cr^{3+}}$ et $\ce{CH3COOH}$/$\ce{CH3CH2OH}$.

**2.** L’éthanol est oxydé : c’est le [réducteur](#def-g11-redox-oxidant).

**3.** $\ce{Cr2O7^{2-} + 14H+ + 6e- <=> 2Cr^{3+} + 7H2O}$.

**4.** Le carbone est ajusté (deux de chaque côté). Oxygène : deux à gauche, un à droite, donc $\ce{H2O}$ à droite. Hydrogène : quatre à gauche, $6 + 2 = 8$ à droite, donc $\ce{4H+}$ à gauche. Charge : $+4$ à gauche, 0 à droite, donc quatre [électrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/16-a-linterieur-de-latome#def-g9-inside-the-atom-nucleus) à gauche : $\ce{CH3COOH + 4H+ + 4e- <=> CH3CH2OH + H2O}$.

**5.** Douze [électrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/16-a-linterieur-de-latome#def-g9-inside-the-atom-nucleus) : $2\times$ la première, $3\times$ la seconde renversée : $\ce{2Cr2O7^{2-} + 3CH3CH2OH + 16H+ -> 4Cr^{3+} + 3CH3COOH + 11H2O}$.

**6.** Les [ions](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/17-les-ions-et-les-solutions-ioniques#def-g9-ions-ion) $\ce{Cr2O7^{2-}}$ orange sont réduits en [ions](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/17-les-ions-et-les-solutions-ioniques#def-g9-ions-ion) $\ce{Cr^{3+}}$ verts partout où l’éthanol les atteint.

**7.** $M = 2\times 39.1 + 2\times 52.0 + 7\times 16.0 =
294.2\,\mathrm{g}/\mathrm{mol}$.

**8.** $n = 2.0\times 10^{-3}/294.2 = 6.8 \times 10^{-6}\,\mathrm{mol}$.

**9.** Trois [molécules](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/11-atomes-et-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) d’éthanol pour deux [ions](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/17-les-ions-et-les-solutions-ioniques#def-g9-ions-ion) dichromate : $n = \tfrac{3}{2}\times 6.8\times 10^{-6} = 1.0 \times 10^{-5}\,\mathrm{mol}$.

**10.** $M(\ce{C2H6O}) = 46.0\,\mathrm{g}/\mathrm{mol}$, donc $m = 1.02\times 10^{-5}\times 46.0 = 4.7 \times 10^{-4}\,\mathrm{g}$, environ $0.47\,\mathrm{mg}$.

**11.** $0.25/0.47 \approx 0.53$ : environ $53\,\%$ du dichromate.

**12.** $0.53 \times 10 \approx 5.3\,\mathrm{cm}$.

**13.** $0.25\,\mathrm{mg} \times 2100 = 525\,\mathrm{mg}$ par litre de sang, environ $0.53\,\mathrm{g}/\mathrm{L}$.

**14.** L’[air](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/4-lair-un-melange-de-gaz#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) expiré rencontre d’abord les grains de l’entrée ; le dichromate y est en excès et retient tout l’éthanol, si bien que la réaction est complète dans une première portion du tube, qui vire entièrement au vert, avant que l’éthanol n’atteigne la suite.

**15.** La réaction est totale : les [ions](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/17-les-ions-et-les-solutions-ioniques#def-g9-ions-ion) $\ce{Cr^{3+}}$ verts ne redeviennent pas du dichromate, si bien qu’un tube usagé ne peut plus mesurer.

**16.** Il est très toxique (GHS06) et présente un grave danger pour la santé (GHS08 : parmi ses mentions de danger figure « peut provoquer le cancer »), en plus d’être corrosif et toxique pour les organismes aquatiques ; un appareil destiné au public ne doit pas en contenir.

**17.** $\ce{O2 + 4H+ + 4e- -> 2H2O}$ et $\ce{CH3CH2OH + H2O -> CH3COOH + 4H+ + 4e-}$ : $\ce{CH3CH2OH + O2 -> CH3COOH + H2O}$.

**18.** Quatre [électrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/16-a-linterieur-de-latome#def-g9-inside-the-atom-nucleus).

**19.** $n = 0.25\times 10^{-3}/46.0 = 5.4 \times 10^{-6}\,\mathrm{mol}$ d’éthanol ; [électrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/16-a-linterieur-de-latome#def-g9-inside-the-atom-nucleus) : $4n = 2.2 \times 10^{-5}\,\mathrm{mol}$, soit $2.2\times 10^{-5}\times 6.02\times 10^{23} = 1.3 \times 10^{19}$ [électrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/16-a-linterieur-de-latome#def-g9-inside-the-atom-nucleus).

**20.** $Q = 1.3\times 10^{19}\times 1.60\times 10^{-19} \approx
2.1\,\mathrm{C}$. Chaque [molécule](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/11-atomes-et-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) d’éthanol envoie exactement quatre [électrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/fr/chapter/16-a-linterieur-de-latome#def-g9-inside-the-atom-nucleus) dans le fil : la charge est donc proportionnelle à la quantité d’éthanol, et la mesurer revient à mesurer l’éthanol.