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Réactions d'oxydoréduction
Réactions d'oxydoréduction
L’atmosphère terrestre contient environ 20 % d’oxygène moléculaire, O2, un gaz chimiquement réactif qui joue un rôle essent…
Certains processus qui sont essentiels à la vie, y compris la photosynthèse, la combustion et la corrosion, entrent dans la classe des réactions appelées d'oxydo-réduction ou redox, réactions. Les réactions redox se composent de deux processus simultanés:l'oxydation et la réduction. Le terme oxydation signifie une augmentation du nombre d'oxydation, ce qui correspond à la perte d'électrons, tandis que la réduction signifie une diminution du nombre d'oxydation, ce qui correspond au gain d'électrons.
Pour se souvenir du rôle des électrons, utilisez l'acronyme OIL RIG, qui signifie:l'oxydation perd, la réduction gagne. L'oxydation et la réduction sont des processus complémentaires. Dans une réaction redox entre deux réactifs, un réactif perd des électrons et est oxydé, tandis que l'autre réactif gagne des électrons et est réduit.
Considérez l'oxydation réaction réduction entre le potassium un métal alcalin et le chlore, un non-métal. L'atome de potassium neutre perd un électron pour devenir un ion de potassium. Le potassium est oxydé et sa charge passe de zéro dans l'atome neutre à un plus dans le cation.
L'atome de chlore neutre gagne un électron et devient un ion chlorure. Le chlore est réduit et sa charge diminue de zéro dans l'atome neutre à un-moins dans l'anion. Puisque le potassium donne un électron, c'est l'agent réducteur, ou reductant.
Le chlore accepte l'électron, c'est donc l'agent oxydant, ou un oxydant. Le processus redox conduit à la formation de chlorure de potassium. En général, dans les réactions redox entre les métaux alcalins ou alcalino-terreux et les non-métaux, le métal est oxydé et le non-métal est réduit pour former un composé ionique par transfert d'électrons complet.
Cela est souvent vrai pour les réactions entre d'autres métaux ou métalloïdes et non métalliques ainsi, mais pas toujours. Un autre exemple de processus redox est la formation de chlorure d'hydrogène gazeux. Ici, les deux réactifs l'hydrogène et le chlore sont des non-métaux, donc il n'y a pas de transfert complet d'électrons.
Par contre, l'hydrogène partage un électron avec le chlore dans un transfert d'électrons partiel ou formel. Ainsi, dans la formation de chlorure d'hydrogène, l'hydrogène est oxydé et acquiert une charge positive partielle, tandis que le chlore est réduit et acquiert une charge négative partielle. Puisque les processus d'oxydation et de réduction se produisent, il s'agit d'une réaction redox.
En général, les réactions redox entre les non-métaux impliquent un transfert partiel d'électrons entre les éléments pour former un composé covalent.
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Q1: What is the difference between oxidation and reduction in redox reactions?
Oxidation is an increase in oxidation number corresponding to electron loss, while reduction is a decrease in oxidation number corresponding to electron gain. These complementary processes occur simultaneously in redox reactions. The acronym OIL RIG helps remember this: oxidation is losing, reduction is gaining electrons.
Q2: What are reducing and oxidizing agents in a redox reaction?
A reducing agent is the species that is oxidized and loses electrons, while an oxidizing agent is the species that is reduced and gains electrons. In the reaction between potassium and chlorine, potassium acts as the reducing agent by donating an electron, and chlorine acts as the oxidizing agent by accepting it.
Q3: How do redox reactions between metals and nonmetals differ from those between two nonmetals?
Redox reactions between alkali or alkaline earth metals and nonmetals involve complete electron transfer, forming ionic compounds. In contrast, redox reactions between two nonmetals involve partial electron transfer, forming covalent compounds. For example, hydrogen and chlorine share electrons partially to form hydrogen chloride gas.
Q4: Why is oxidation number important in identifying redox reactions?
Oxidation number clarifies which species are oxidized and reduced, even in reactions not involving explicit electron transfer. This property permits an unambiguous definition of redox reactions across different types of chemical processes, including those forming covalent compounds where electron transfer is partial rather than complete.
Q5: What happens to the charge of a reducing agent during a redox reaction?
The charge of a reducing agent becomes more positive during a redox reaction because it loses electrons. For instance, when potassium loses an electron, its charge increases from zero in the neutral atom to one-plus in the potassium cation, making it the reducing agent in the reaction with chlorine.
Q6: How can you identify which reactant is oxidized and which is reduced?
Track the change in oxidation number for each reactant. The reactant whose oxidation number increases is oxidized and loses electrons; the reactant whose oxidation number decreases is reduced and gains electrons. Using half-reactions helps visualize the fate of each reactant separately in the overall redox process.
Q7: Why are redox reactions important in biological and environmental processes?
Redox reactions are vital to life processes including photosynthesis and cellular respiration, and to environmental processes like corrosion. Molecular oxygen in Earth's atmosphere plays an essential role in the metabolism of aerobic organisms and participates in many redox reactions that shape the world.