Cours sur les oxydo-réduction et les complexes - NORMAL 32 PDF

NORMAL 32 TITRE DU COURS Oxydants et réducteurs Couple d’oxydo-réduction Définition Un couple d’oxydo-réduction (ou couple redox) est formé d'un oxydant et d'un réducteur. Oxydant Une espèce chimique qui capte un ou plusieurs électrons. Réducteur Une espèce chimique qui libère un ou plusieurs...

NORMAL 32 TITRE DU COURS Oxydants et réducteurs Couple d’oxydo-réduction Définition Un couple d’oxydo-réduction (ou couple redox) est formé d'un oxydant et d'un réducteur. Oxydant Une espèce chimique qui capte un ou plusieurs électrons. Réducteur Une espèce chimique qui libère un ou plusieurs électrons. Notation Noté sous la forme Ox/Red, où : 1. Ox représente l’oxydant, 2. Red représente le réducteur. Réactions 1. Réduction : Gain d’électrons (le nombre d'oxydation diminue). 2. Oxydation : Perte d’électrons (le nombre d'oxydation augmente). Condition pour l'échange d'électrons Il faut qu’un élément change de nombre d'oxydation dans la réaction. Cette explication couvre les éléments principaux relatifs au couple d’oxydo-réduction. Nombre d’oxydation Définition Le nombre d’oxydation (no) est une valeur attribuée à un élément dans une molécule. Interprétation 1. Un nombre d’oxydation plus élevé indique un élément plus oxydé. 2. En général, la somme des nos des éléments dans une molécule est égale à zéro. 3. Pour un ion, cette somme est égale à la charge de l'ion. Valeurs typiques 1. Oxygène (O): -2 (sauf dans O₂ où no = 0). 2. Hydrogène (H): +1 (sauf dans H₂ où no = 0). Exemples 1. Dans H₂O: no (H) = +1, no (O) = -2. 2. Dans l’ammoniac (NH₃): no (N) = -3. 3. Dans le dioxyde de carbone (CO₂): no (C) = +4. Importance Le changement de nombre d’oxydation d'un élément est essentiel dans les réactions d’oxydo- réduction, où des électrons sont échangés. Cette synthèse couvre les points principaux relatifs au nombre d'oxydation. Les couples de l’eau Nature amphotère de l'eau L'eau agit à la fois comme oxydant et réducteur. Caractère oxydant 1. Couple : H₂O / H₂(g) 2. Échange d'électrons : 2 électrons par mole d'eau. 3. Nombre d'oxydation: 4. H dans H₂O : +I 5. H dans H₂ : 0 Caractère réducteur 1. Couple : (½) O₂(g) / H₂O 2. Échange d'électrons : 2 électrons par mole d'eau. 3. Nombre d'oxydation: 4. O dans O₂ : 0 5. O dans H₂O : -II Cette synthèse couvre les éléments clés relatifs aux couples de l'eau. Potentiel standard Définition Le potentiel standard (E⁰) est une mesure qui caractérise la force d'un couple redox. Conditions de mesure 1. Défini à pH = 0 en chimie. 2. En biochimie, il est souvent ajusté à un pH physiologique (≈ 7) et à 37 °C. Usage 1. Évalue la capacité d'un oxydant à capter des électrons ou d'un réducteur à en libérer. 2. Plus E⁰ est élevé, plus l'oxydant est puissant ; inversement, un E⁰ faible indique un réducteur  fort. Convention Pour toute température, E⁰(H⁺/H₂(g)) est fixé à 0 V. Échelle Comprend divers coupes redox comme F₂/F⁻, O₂/H₂O, et H⁺/H₂. NORMAL 32 TITRE DU COURS Complexes Définition et caractéristiques Définition et caractéristiques Couple d’oxydo-réduction : 1. Un oxydant capte des électrons et un réducteur libère des électrons. 2. Noté sous la forme Ox/Red. Nombre d'oxydation (no) : 1. Indique l'état d'oxydation d'un élément, plus il est élevé, plus l'élément est oxydé. 2. La somme des nos dans une molécule est zéro ; pour un ion, c’est égal à sa charge. Caractéristiques Notables : 1. Oxygène : no généralement -2 (exception : O₂ = 0). 2. Hydrogène : no généralement +1 (exception : H₂ = 0). Réactions Redox : 1. Au sein d'un couple, un élément change de no lors de l'échange d'électrons, permettant d'identifier l'oxydant et le réducteur. Exemples de complexes Définition Les complexes sont des structures où un atome ou ion métallique est lié à des molécules ou anions, appelés ligands. Caractéristiques des ligands 1. Un ligand possède au moins un doublet non liant. 2. Les liaisons entre le métal central et les ligands sont appelées liaisons de coordination. Types de complexes 1. Neutres : Exemple - Fe(CO)₅ (fer central avec 5 ligands CO neutres). 2. Anioniques : Exemple - [Fe(CN)₆]³⁻ (ion Fe³⁺ central avec 6 ligands CN⁻). 3. Cationiques : Exemple - [Ag(NH₃)₂]⁺ (ion Ag⁺ central avec 2 ligands NH₃). Propriétés La plupart des complexes sont très colorés. Autres exemples Vitamine B12 et divers médicaments, ainsi que l'hème.