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Transfert d'électronsL'oxydoréduction est une réaction chimique où des électrons sont transférés d'une espèce à une autre. L'espèce qui perd des électrons est oxydée (c'est le réducteur), celle qui gagne des électrons est réduite (c'est l'oxydant). Un exemple concret est la formation de la rouille : le fer métallique Fe cède des électrons à l'oxygène O₂ pour former Fe₂O₃. Une réaction d'oxydoréduction met toujours en jeu deux couples oxydant/réducteur, comme Fe²⁺/Fe et O₂/H₂O. Le réducteur donne des électrons, l'oxydant les accepte.
💡 À retenir : Oxydation = perte d'électrons, Réduction = gain d'électrons (moyen mnémotechnique : « OIL RIG » en anglais, ou « Oxydation Perte, Réduction Gain »).
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Nombre d'oxydationLe nombre d'oxydation (n.o.) est une charge fictive attribuée à chaque atome dans une molécule ou un ion, en supposant que les électrons de liaison sont attribués à l'atome le plus électronégatif. Il permet de suivre le transfert d'électrons : si le n.o. augmente, l'atome est oxydé (perte d'électrons) ; s'il diminue, il est réduit (gain). Règles simples : dans un corps simple, n.o. = 0 ; dans un ion monoatomique, n.o. = charge de l'ion ; l'oxygène a généralement n.o. = -II (sauf peroxydes), l'hydrogène +I (sauf hydrures). Exemple : dans Fe₂O₃, le fer a n.o. = +III, l'oxygène -II.
💡 À retenir : Un oxydant contient un élément dont le n.o. peut diminuer ; un réducteur contient un élément dont le n.o. peut augmenter.
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Demi-équations électroniquesPour chaque couple oxydant/réducteur, on écrit une demi-équation qui montre le transfert d'électrons. La forme générale est : Oxydant + n e⁻ ⇌ Réducteur (en milieu acide, on peut ajouter H⁺ et H₂O pour équilibrer). Exemple : couple MnO₄⁻/Mn²⁺ en milieu acide : MnO₄⁻ + 8 H⁺ + 5 e⁻ → Mn²⁺ + 4 H₂O. Pour le couple Fe³⁺/Fe²⁺ : Fe³⁺ + e⁻ ⇌ Fe²⁺. Une oxydation correspond à la demi-équation écrite dans le sens Réducteur → Oxydant + n e⁻. Une réduction correspond au sens Oxydant + n e⁻ → Réducteur.
💡 À retenir : Toujours vérifier la conservation des atomes et de la charge électrique.
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Équation bilanPour obtenir l'équation bilan d'une réaction d'oxydoréduction, on combine les deux demi-équations de façon à ce que le nombre d'électrons cédés par le réducteur soit égal au nombre d'électrons captés par l'oxydant. On multiplie chaque demi-équation par un coefficient approprié, puis on les additionne en simplifiant les espèces identiques de part et d'autre. Exemple : réaction entre les ions fer(II) Fe²⁺ et permanganate MnO₄⁻ en milieu acide. Demi-équations : Fe²⁺ → Fe³⁺ + e⁻ (×5) et MnO₄⁻ + 8 H⁺ + 5 e⁻ → Mn²⁺ + 4 H₂O (×1). Bilan : 5 Fe²⁺ + MnO₄⁻ + 8 H⁺ → 5 Fe³⁺ + Mn²⁺ + 4 H₂O. Cette réaction est utilisée pour doser le fer dans l'eau.
💡 À retenir : Les électrons n'apparaissent jamais dans l'équation bilan finale.