Quelques informations
La limaille de fer correspond à du fer métallique en poudre. Le fer métallique est constitué d'un empilement d'atomes de fer de formule chimique Fe.
Le cuivre métallique est un métal de couleur marron-orangée constitué d'un empilement d'atomes de cuivre de formule chimique Cu.
Le métal argent est un métal gris brillant constitué d'un empilement d'atomes d'argent de formule chimique Ag.
Une solution de sulfate de cuivre est une solution qui contient des ions cuivre Cu2+ responsables de la couleur bleue et des ions sulfate SO42- .
Les ions fer Fe2+ donne une couleur verdâtre à une solution.
Méthode : Couple oxydant / réducteur
Un oxydant "Ox" est une espèce capable de gagner (capter) un ou plusieurs électrons.
Lorsqu'un oxydant gagne un ou plusieurs électrons, il se transforme en réducteur.
Un réducteur "Red" est une espèce capable de perdre (donner) un ou plusieurs électrons.
Lorsqu'un réducteur donne un ou plusieurs électrons, il se transforme en oxydant.
On écrira une demi-équation : Ox + n e- = Red
"n" est le nombre d'électrons échangés ; le signe = symbolise le fait que la réaction est possible dans les 2 sens.
Lorsque le réducteur se forme (transformation de l'oxydant en réducteur), on parle de réaction de réduction (l'oxydant est réduit).
Lorsque la réaction a lieu dans l'autre sens (transformation du réducteur en oxydant), il s'agit d'une oxydation (le réducteur est oxydé).
Un oxydant et un réducteur forment un couple oxydant / réducteur noté "Ox / Red" si l'on peut passer de l'un à l'autre par gain ou perte d'un ou plusieurs électrons.
Complément : La réaction d'oxydoréduction
Une réaction d'oxydoréduction met en jeu 2 couples Ox / Red : Ox1 / Red1 et Ox2 / Red2
L'oxydant d'un couple gagne les électrons perdus par le réducteur d'un autre couple : il y a échange d'électrons entre les réactifs.
Les électrons perdus sont en même nombre que les électrons gagnés, ils n'apparaissent plus dans l'équation finale.
Ox1 + Red 2 = Ox2 + Red1
Cette équation est le résultat de la somme des deux demi-équations.
Expérience 1 :
Dans un tube à essai, placer sur une hauteur d'un demi-centimètre de la limaille de fer constituée d'atomes de fer de formule Fe.
Ajouter quelques millilitres d'une solution aqueuse de sulfate de cuivre (solution contenant des ions cuivre Cu2+ de couleur bleue en solution et des ions sulfates incolores (ils sont spectateurs dans cette réaction).
Boucher le tube et agiter le 1 à 2 min.
Noter vos observations.
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Exploitation :
Pourquoi peut-on affirmer que les ions cuivre ont réagi pour donner du métal cuivre ?
Pourquoi peut-on affirmer que les atomes du métal fer ont réagi pour donner des ions fer II Fe2+ ?
3.1. Quelle équation de réaction peut on écrire entre les ions cuivre et le métal cuivre ?
3.2. Quel est l'oxydant et le réducteur dans cette équation ? Justifier votre réponse.
3.3. Quel est le couple oxydant / réducteur mis en jeu ?
4.1. Quelle équation de réaction peut on écrire entre les ions fer II et le métal fer ?
4.2. Quel est l'oxydant et le réducteur dans cette équation ?
4.3. Quel est le couple oxydant / réducteur mis en jeu ?
5. Déduire des questions précédentes l'équation bilan de la transformation d'oxydo-réduction entre les ions cuivre II et le métal fer.
Expérience 2 :
Dans un bécher, placer des tournures de cuivre constitué d'atomes de cuivre de formule Cu.
Ajouter quelques millilitres d'une solution aqueuse de nitrate d'argent (Ag+ + NO3-).
Attendre une dizaine de minutes.
Noter vos observations.
Exploitation :
1.1. Pourquoi peut-on affirmer que le métal cuivre a réagi pour donner des ions cuivre ?
1.2. Pourquoi peut-on affirmer que les ions argent ont réagi pour donner des atomes d'argent ?
2.1. Quelle équation de réaction peut on écrire entre les ions cuivre et le métal cuivre ?
2.2. Quel est l'oxydant et le réducteur dans cette équation ?
2.3. Quel est le couple oxydant / réducteur mis en jeu ?
3.1. Quelle équation de réaction peut on écrire entre les ions argent et le métal argent ?
3.2. Quel est l'oxydant et le réducteur dans cette équation ?
3.3. Quel est le couple oxydant / réducteur mis en jeu ?
4. Déduire des questions précédentes l'équation bilan de la transformation d'oxydo-réduction entre les ions argent et le métal cuivre.