Introduction :

Rappel du premier quadrimestre : Une réaction d’oxydoréduction (ou redox) est un transfert d’électron d’un réducteur vers un oxydant. Chaque composé possède un état d’oxydation qui peut lui être attribué à l’aide des quelques règles suivantes :

* L'état d'oxydation d'un atome dans un élément est 0

* L'état d'oxydation d'un ion monoatomique est égal à sa charge

* L'oxygène reçoit un nombre d'oxydation de -2 dans les composés covalents, sauf dans les peroxydes, où il vaut -1

* Dans les composés covalents avec un non-métal, l'hydrogène a un nombre d'oxydation de +1. Il a un état d’oxydation de -1 dans les hydrures.

* Dans un composé binaire, l'élément qui a la plus grande attraction pour les électrons reçoit un nombre d'oxydation négatif égal à sa charge dans des composés ioniques.

* La somme des nombres d'oxydation dans un composé doit valoir la charge totale du composé

L’oxydation est la réaction menant à la perte d’électrons.

La réduction est la réaction menant au gain d’électrons. Il existe une réaction d’oxydoréduction particulière où un élément joue à la fois le rôle d’oxydant et de réducteur. Cette réaction s’appelle « La dismutation »

Ex : 2 Cu+ (aq) ⇄ Cu2+ (aq) + Cu (s)

Les réactions redox sont parfois cacher. Le plus bel exemple est celui de l’équilibre entre l’ozone et le dioxygène.

O2 ⇄ O3

Comment expliquer que cet équilibre est une redox alors que son état d’oxydation est invariant au cours de la réaction ?

Dans cette réaction, l’état d’oxydation passe de 0 à 0, il ne semble donc pas y avoir de réaction or il y en a bien une. Pour comprendre, il faut se référer à la structure de Lewis des composés :

On remarque que pour l’ozone, l’E.O. de 0 n’est qu’une moyenne des E.O. des 3 atomes d’oxygène, qui sont respectivement de 0, +1 et -1. Ceci explique l’apparente invariance de l’état d’oxydation.

Nous allons aborder la notion de titrage acido-basique. Cette notion est importante pour les séances de travaux pratiques.

Avant d’aborder les 3 grands cas différents, il est important de préciser que c’est toujours l’acide ou la base le plus fort qui va dans la burette et le plus faible dans l’erlenmeyer.

1°) Il faut fixer l’objectif de pH. Autour de quelle valeur de pH veut – on créer un tampon ?

2°) Une fois que l’objectif est fixé, il faut choisir un élément acide qui a un pKa proche de l’objectif.

3°) Faire attention que Ka, Kb < 10-3. Ceci signifie aussi qu’il est difficile de préparer une solution tampon de pH inférieure à 3 ou supérieure à 11).

Dans l’expression de la concentration en ions hydroniums, on voit que l’on fait le rapport des concentrations en acide et en base. Etant donné que ces deux éléments sont présents dès le départ, la variation de concentration entre eux est très faible, ce qui fait tendre le rapport de leur concentration vers une valeur unitaire. Dans ce cas, le pH est lié uniquement à la constante d’acidité qui comme son nom l’indique est une constante, ce qui implique une valeur de pH plus ou moins constante.