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Ecrire une équation d'oxydoréduction

Pour écrire une réaction d'oxydoréduction entre deux espèces chimiques, il est nécessaire d'écrire les demi-équations des deux couples concernés et de les multiplier afin qu'il y ait autant d'électrons captés que cédés.

Écrire la réaction d'oxydation de l'éthanol \(\displaystyle{\ce{C2H6O}}\) par les ions permangante \(\displaystyle{\ce{MnO_4^-}}\).

Données : les couples d'oxydoréduction concernés sont :

  • \(\displaystyle{\ce{MnO_4^-}}\) / \(\displaystyle{\ce{Mn^2+}}\)
  • \(\displaystyle{\ce{C2H4O2}}\) / \(\displaystyle{\ce{C2H6O}}\)
Etape 1

Écrire les demi-équations électroniques

On écrit les demi-équations électroniques de chaque couple, dans le sens où les transformations ont lieu.

La réaction à écrire étant l'oxydation de l'éthanol \(\displaystyle{\ce{C2H6O}}\) par les ions permanganate \(\displaystyle{\ce{MnO_4^-}}\), ces deux espèces chimiques jouent le rôle de réactifs. On écrit alors les demi-équations électroniques suivantes :

  • Réduction des ions permanganate :

\(\displaystyle{\ce{MnO_4^-} + 8 \ce{H+} + 5 \ce{e-} = \ce{Mn^2+} + 4 \ce{H2O} }\)

  • Oxydation de l'éthanol :

\(\displaystyle{\ce{C2H6O} + \ce{H2O} = \ce{C2H4O2} + 4 \ce{H+} + 4\ce{e-} }\)

Etape 2

Multiplier, le cas échéant, les demi-équations par un facteur

On multiplie, le cas échéant, les demi-équations par un facteur afin qu'il y ait autant d'électrons captés par l'oxydant que d'électrons cédés par le réducteur. Ainsi, les demi-équations doivent mettre en jeu le même nombre d'électrons.

Il s'agit donc de trouver le multiple commun des nombres d'électrons impliqués dans chacune des demi-équations et de multiplier ces dernières par le facteur qui permettra au nombre d'électrons de devenir égal à ce multiple commun.

La réduction des ions permanganate mettant en jeu 5 électrons et l'oxydation de l'éthanol 4 électrons, on multiplie la première par 4 et la deuxième par 5. On obtient :

  • \(\displaystyle{4 \ce{MnO_4^-} + 32 \ce{H+} + 20 \ce{e-} = 4 \ce{Mn^2+} + 16 \ce{H2O} }\)
  • \(\displaystyle{5 \ce{C2H6O} + 5 \ce{H2O} = 5 \ce{C2H4O2} + 20 \ce{H+} + 20 \ce{e-} }\)

Ainsi, chaque demi-équation met en jeu 20 électrons.

Etape 3

Effectuer la somme des demi-équations

On effectue la somme des demi-équations, en regroupant :

  • À gauche du signe égal, tous les réactifs
  • À droite du signe égal, tous les produits

On obtient alors l'équation de la réaction d'oxydoréduction.

On peut remplacer le signe égal par une flèche orientée vers la droite.

On obtient :

\(\displaystyle{4 \ce{MnO_4^-} + 32 \ce{H+} + 20 \ce{e-} + 5 \ce{C2H6O} + 5 \ce{H2O} \ce{- \gt } 4 \ce{Mn^2+} + 16 \ce{H2O} +5 \ce{C2H4O2} + 20 \ce{H+} + 20 \ce{e-}}\)

Etape 4

Simplifier, le cas échéant

On simplifie, le cas échéant, la réaction d'oxydoréduction :

  • Chaque espèce chimique ne doit apparaître que d'un coté ; au besoin on ôte des deux cotés un nombre égal d'espèces chimiques.
  • La réaction doit être indivisible ; au besoin on divise tous les coefficients stoechiométriques par un même nombre.

Dans l'équation :

\(\displaystyle{4 \ce{MnO_4^-} + 32 \ce{H+} + 20 \ce{e-} + 5 \ce{C2H6O} + 5 \ce{H2O} \ce{->} 4 \ce{Mn^2+} + 16 \ce{H2O} + 5 \ce{C2H4O2} + 20 \ce{H+} + 20 \ce{e-}}\)

  • Des électrons apparaissent des deux cotés, on en ôte 20 : il n'y en aura plus du tout.
  • Des molécules d'eau apparaissent des deux cotés, on en ôte 5 : il n'y en aura plus du côté des réactifs et il en restera \(\displaystyle{16-5 =11}\) du côté des produits.
  • Des ions hydrogène apparaissent des deux cotés, on en ôte 20 : il n'y en aura plus du côté des produits et il en restera \(\displaystyle{32-20 =12}\) du côté des réactifs.

On obtient alors :

\(\displaystyle{4 \ce{MnO_4^-} + 12 \ce{H+} + 5 \ce{C2H6O} \ce{->} 4 \ce{Mn^2+} + 11 \ce{H2O} + 5 \ce{C2H4O2}}\)

Cette équation étant indivisible, la simplification est terminée.