Demi-équation d'un couple oxydant/réducteur (redox)
La demi-équation d'oxydoréduction générale d'un couple redox Ox/Red s'écrit
a Ox + ne- + m H+ ⇌ b Red + q H2O(l)
pour un certain nombre de couples m = 0 et q = 0 et donc a Ox + ne- ⇌ b Red
C'est le cas quand l'oxydant du couple ne contient pas d'oxygène.
Remarque :
On parle de demi-équation car elle doit être combinée à une autre demi-équation pour établir la réaction d'oxydoréduction entre un oxydant d'un couple et le réducteur d'un autre couple.
Comment équilibrer la demi-réaction :
On équilibre d'abord a et b (on équilibre la quantité de l'élément chimique qui forme Ox et Red)
puis q (on équilibre la quantité de O)
puis m (on équilibre la quantité de H)
puis n (on doit avoir la même charge à gauche et à droite de la demi-équation).
Exemple :
Couple Fe3+/Fe2+
a Fe3+ + m H+(aq) + ne- ⇌ b Fe2+ + q H2O(l)
a = b = 1 (on équilibre Fe qui est à gauche et à droite)
pas d'oxygène à gauche donc q = 0
pas de H à droite (q = 0) donc m = 0
on obtient Fe3+ + ne- ⇌ Fe2+.
A gauche charge = +3
A droite charge = +2
donc pour équilibrer n = 1 car +3-1 (à gauche) = 2 (à droite)
Fe3+ + e- ⇌ Fe2+
Exemple :
Couple ZnO(s)/Zn(s)
a ZnO(s) + m H+(aq) + ne- ⇌ b Zn(s) + q H2O(l)
On équilibre a et b avec la quantité de Zn (car présent dans Ox et Red alors que O présent seulement dans Ox )
a = b = 1
ZnO(s) + m H+(aq) + ne- ⇌ Zn(s) + q H2O
A gauche il y 1 Oxygène donc pour équilibrer à droite q = 1
ZnO(s) + m H+(aq) + ne- ⇌ Zn(s) + H2O(l)
m = 2 car 2 H à droite
ZnO(s) + 2 H+(aq) + ne- ⇌ Zn(s) + H2O(l)
A gauche charge = +2 (2 H+) et à droite 0. Il faut donc n = 2 pour avoir une charge totale à gauche égale à 2-2 = 0
ZnO(s) + 2 H+(aq) + 2e- ⇌ Zn(s) + H2O
Exemple :
Couple H2O(l)/H2(g)
a H2O(l+ m H+(aq) ) + ne- ⇌ b H2(aq) + H2O(l)
a = 1 et b = 1 (ici H entre dans la composition des 2 espèces conjuguées du couple on se base sur lui pour équilibrer)
H2O(l) + m H+(aq) + ne- ⇌ H2(aq) + q H2O
A gauche 1 atome d'oxygène et à droite q atome d'oxygène donc q = 1
H2O(l) + m H+(aq) + ne- ⇌ H2(aq) + H2O
A gauche mH+ et à droite 2 H donc m = 2
H2O(l) + 2 H+(aq) + ne- ⇌ H2(aq) + H2O
À droite pas de charge
À gauche charge = +2 (2 H+)
Donc n = 2
H2O(l) + 2 H+(aq) + 2e- ⇌ H2(g) + H2O
On peut également écrire 2 H+(aq) + 2e- + ⇌ H2(g)
On parle également du couple H+(aq)/H2(g).
Exemple :
Couple O2(g)/H2O(l)
a O2(g) + m H+(aq) ) + ne- ⇌ b H2O(l) + q H2O(l)
a =1 et b = 2 (Oxygène est l'élément commun à Ox et Red on doit donc équilibrer sa quantité avec a et b)
O2(g) + m H+(aq) ) + ne- ⇌ 2 H2O(l) + q H2O(l)
q = 0 (on a la même quantité de O de chaque côté, 2 à gauche et 2 à droite)
O2(g) + m H+(aq) ) + ne- ⇌ 2 H2O(l)
4 H à droite donc m = 4
O2(g) + 4 H+(aq) ) + ne- ⇌ 2 H2O(l)
Équilibre des charges m = 4 (4-4 à gauche = 0 à droite)
O2(g) + 4 H+(aq) ) + 4e- ⇌ 2 H2O(l)
Ou 1/2O2(g) + 2H+(aq) + 2e- ⇌ H2O(l)
