Cours de Chimie : Oxydoréduction

Lycée Secondaire Cours de Chimie Année scolaire : 2025-2026

Chimie : Oxydoréduction Niveau : 3ème Année

Technique

Objectifs du chapitre

— Interpréter l’action d’un acide sur un métal et celle d’un cation métallique sur un métal

par le transfert d’électrons.

— Distinguer l’oxydation de la réduction et l’oxydant du réducteur.

— Écrire et équilibrer l’équation d’une réaction d’oxydoréduction.

— Établir la classification électrochimique des métaux par rapport au dihydrogène.

— Utiliser le nombre d’oxydation (écrit en chiffres romains) pour analyser les réactions.

1 Mise en évidence expérimentale

1.1 1. Action des acides sur les métaux

Lorsqu’on verse une solution d’acide chlorhydrique (H3O

+

+ Cl

−

) ou d’acide sulfurique dilué à

froid sur certains métaux (comme le zinc Zn ou le fer Fe), on observe :

— Un dégagement gazeux de dihydrogène H2 caractérisé par une légère détonation au contact d’une

flamme.

— La dissolution progressive du métal avec formation d’ions métalliques en solution (ions zinc Zn

2+

ou ions ferreux Fe

2+

).

En revanche, le cuivre Cu ne réagit pas à froid avec l’acide chlorhydrique.

bulles de H2

Tube à essai : Zn + H3O

+

Fig. 1 : Action de l’acide chlorhydrique sur le zinc

1.2 2. Action d’un cation métallique sur un métal

Si l’on plonge une lame de zinc dans une solution aqueuse de sulfate de cuivre (Cu

2+

+ SO

2−

4

),

on constate :

— L’apparition d’un dépôt rouge de cuivre métallique sur la lame de zinc.

— La décoloration progressive de la solution (les ions Cu

2+

de couleur bleue disparaissent au profit

des ions Zn

2+

incolores).

1

Lame de Zn

Dépôt de Cu

Bêcher : Zn + Cu

2+

Fig. 2 : Action des ions Cu

2+

sur une lame de zinc

Interprétation microscopique

Ces expériences mettent en évidence un transfert d’électrons entre les espèces chimiques

présentes. Le métal cède des électrons, tandis que les cations métalliques ou les ions hydrogène

les captent.

2 Notions fondamentales : Oxydants et Réducteurs

2.1 1. Définitions

Définitions clés

— Oxydant : Espèce chimique (atome, ion ou molécule) capable de gagner un ou plusieurs

électrons.

— Réducteur : Espèce chimique (atome, ion ou molécule) capable de perdre un ou plusieurs

électrons.

— Oxydation : Réaction chimique au cours de laquelle une espèce subit une perte d’élec-

trons (siège : le réducteur).

— Réduction : Réaction chimique au cours de laquelle une espèce subit un gain d’électrons

(siège : l’oxydant).

2.2 2. Couple oxydant / réducteur

Un oxydant Ox et son réducteur conjugué Red constituent un couple noté Ox/Red. Ils sont

reliés par une demi-équation électronique symbolisée par :

Ox + n e

−

⇌ Red

2.3 3. Nombre d’oxydation (N.O.)

Le nombre d’oxydation est une grandeur algébrique écrite en chiffres romains qui caractérise

l’état d’oxydation d’un élément dans une entité chimique.

— Pour un corps simple (ex : Cu, H2), le N.O. est nul (N.O.(Cu) = 0).

— Pour un ion monoatomique, le N.O. est égal à la charge de l’ion (ex : N.O.(Zn

2+

) = II).

— Au cours d’une oxydation, le nombre d’oxydation augmente.

— Au cours d’une réduction, le nombre d’oxydation diminue.

2

3 Classification électrochimique des métaux

En comparant l’action des métaux usuels vis-à-vis des ions hydrogène H

+

et des cations métal-

liques, on peut classer les métaux par ordre de pouvoir réducteur croissant.

Métaux Pouvoir réducteur

Al (Aluminium)

Pouvoir réducteur croissant ↑

Zn (Zinc)

Fe (Fer)

Cu (Cuivre)

Règle de déplacement

Un métal réduit les cations métalliques situés en dessous de lui dans la classification, ou tout

oxydant dont le couple est placé au-dessus.

4 Exemples d’application résolus

Exemple 1 : Action de l’acide chlorhydrique sur le zinc

Énoncé : Écrire les demi-équations électroniques et l’équation-bilan de la réaction entre le zinc

Zn et les ions hydrogène H

+

.

Résolution :

1) Le zinc métallique Zn agit comme réducteur et se transforme en ion Zn

2+

:

Zn ⇌ Zn

2+

+ 2 e

−

(Oxydation)

2) Les ions H

+

agissent comme oxydant et donnent du dihydrogène H2 :

2 H

+

+ 2 e

−

⇌ H2 (Réduction)

3) En additionnant les deux demi-équations, on obtient l’équation-bilan de la réaction d’oxydoré-

duction :

Zn + 2 H

+

−→ Zn

2+

+ H2

Exemple 2 : Action d’une solution de sulfate de cuivre sur une lame de

fer

Énoncé : On plonge une lame de fer Fe dans une solution contenant des ions cuivre Cu

2+

. Écrire

l’équation de la réaction.

Résolution :

1) Le couple du fer est Fe

2+

/Fe et celui du cuivre est Cu

2+

/Cu.

2) Le fer métallique cède des électrons pour donner des ions Fe

2+

:

Fe ⇌ Fe

2+

+ 2 e

−

3) Les ions Cu

2+

captent ces électrons pour donner du cuivre Cu :

Cu

2+

+ 2 e

−

⇌ Cu

4) Équation-bilan globale :

Fe + Cu

2+

−→ Fe

2+

+ Cu

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L’essentiel à retenir

— Une réaction d’oxydoréduction est caractérisée par un transfert d’électrons entre un

réducteur (qui perd des électrons) et un oxydant (qui gagne des électrons).

— Oxydation = Perte d’électrons (Réducteur → Oxydant + e

−

).

— Réduction = Gain d’électrons (Oxydant + e

−

→ Réducteur).

— Le nombre d’oxydation (N.O.), noté en chiffres romains, permet de suivre l’évolution des

états d’oxydation au cours des réactions chimiques.

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