Acide et Base

Voilà un article avec tout ce qu’il faut savoir sur les acides et les bases.

Cela peut paraître un peu technique, mais cela vous sera utile aux écrits des concours. En effet, on peut vous demander de calculer des constantes, de tracer des diagrammes…

 

Bonne lecture à tous

 

cours AB

l’oxydoréduction

Cours : L’oxydoréduction

1 : Définitions

Toute réaction chimique mettant en jeu un transfert d’électrons (noté e) est appelé réaction d’oxydoréduction.

Un oxydant est un espèce chimique susceptible de capter au moins un électron. On dit qu’il est réduit.

Un réducteur est une espèce chimique susceptible de céder au moins un électron. On dit qu’il s’oxyde.

2 : Couple oxydant/réducteur

Deux entités chimiques qui ne diffèrent que par leur nombre d’électrons, constituent un couple oxydant/réducteur simple. Ainsi 2 espèces chimiques sont dites conjuguées et forme un couple oxydant/réducteur, noté Ox/Red, si elles peuvent être reliées par la demi-équation d’oxydoréduction :

Ox + ne = Red

Une oxydation correspond à une perte d’électrons, alors qu’une réduction correspond à un gain d’électrons.

Les demi-équations respectent les mêmes règles d’ajustement de stœchiométrie que les équations chimiques.

Ex : pour le couple I2/Ila demi-équation est I2 + 2e = 2I

pour le couple Fe3+/Fe2+ la demi-équation est Fe3+ + 1e = Fe2+

3 : Réaction d’oxydoréduction

Elle est le siège d’un échange d’électrons entre le réducteur d’un couple qui cède les électrons et l’oxydant d’un autre couple qui les accepte. Cela doit ressortir avec les coefficients stœchiométriques. En effet, après avoir écrit les demi-équations des 2 couples mis en jeu dans une réaction chimique, on obtient l’équation de la réaction en combinant les égalités.

Ox1/Red1 avec Ox1 + ne = Red1 et Ox2/Red2 avec Ox2 + ne = Red2

ce qui donne la réaction aRed1 + bOx2 → cOx1 + dRed2 avec a,b,c,d les coefficients stœchiométriques.

Ex : Fe3+/Fe2+ la demi-équation est Fe3+ + 1e = Fe2+

Cu2+/Cu la demi-équation est Cu2+ + 2e = Cu

d’où, une fois le nombre d’électrons équilibré, donne l’équation d ela réaction : 2x(Fe3+ + 1e = Fe2+)

Cu2+ + 2e = Cu

2Fe3+ + Cu = 2Fe2+ + Cu2+

4 : Équilibrer une demi-équation d’oxydoréduction

Pour certains couples Ox/Red, l’ajustement des coefficients stœchiométriques est plus compliqué. C’est pourquoi il existe une méthode qui fonctionne à tous les coups, si on la suit étape par étape. Pour cela, nous prendrons l’exemple du couple MnO4/ Mn2+.

Étape 1 : écrire la demi-équation sous la forme classique :

MnO4 + ne = Mn2+

Étape 2 : assurer la conservation de l’élément principal (ici le manganèse)

Étape 3 : Assurer la conservation de l’oxygène en ajustant avec l’eau H2O

MnO4 + ne = Mn2+ +4H2O

Étape 4 : Assurer la conservation de l’hydrogène en ajustant avec l’ion H+

MnO4 + ne + 8H+ = Mn2+ +4H2O

Étape 5 : assurer la conservation des électrons

MnO4 + 5e + 8H+ = Mn2+ +4H2O

Dosages courants

Voici un petit tableau récapitulatif des dosages couramment utilisés au labo avec les produits à doser, l’indicateur coloré et la formule de calcul de concentration du dosage…

 

produitréactifindicateur colorécalculexemple de concentrations
acide éthanoïqueNaOHphénolphtaléineCaVa=CbVb
ammoniaqueHClrouge d eméthylCaVa=CbVb
I2thiosulfate de sodiumthiodène2CIVI=CthioVthioCI=4.10-2 mol/L

VI=10mL

Cthio=0,1 mol/L

Veq≈7,8mL

HClNaOHBBTCaVa=CbVb
KMnO4sel de Mohr acidifié5CKMnO4VKMnO4=CFeVFeCKMnO4=1.10-2mol.L

VKMnO4=12mL

CFe=3.10-2mol/L

VFe=20mL

KMnO4H2O25CKMnO4VKMnO4=2CH2O2VH2O2CKMnO4=2.10-2mol/L

VKMnO4=17,6mL

CH2O2=8,8.10-2mol/L

VH2O2=10mL

AgNO3NaClconductimétrique

ou

dichromate de potassium

CAgVAg=CCl-VCl-
H2SO4NaOHBBT2CaVa=CbVbCa=0,05 mol/L

Va=10mL

Cb=0,1mol/L

Vb=10mL

 

Retrouvez les calculs pour préparer les solutions couramment utilisées au labo de chimie dans l’article suivant ⇒

Tests des ions

Le TP de test des ions est très courant en LP, en LGT, au collège.

Il peut donc être très utile d’avoir un petit récapitulatif des résultats attendus…

 

Voici quelques tests des ions et leurs résultats:

ionsréactifcouleur du précipité
ClAgNO3blanc
Cu2+NaOHbleu
Fe2+NaOHvert
Fe3+NaOHrouille
Al3+NaOHblanc
Zn2+NaOHblanc
Ca2+oxalate d’ammoniumblanc
SO42-BaCl2blanc

 

Voici quelques résultats de test à la flamme:

Atome à testercouleur de flamme
BaVert pomme
CaRouge brique
CuBleue
FeOr
KViolet
LiRouge
MnVert-Jaune
Mgincolore
NaJaune
PTurquoise
PbBleu-blanc
ZnBleu-Vert

Quelques recettes de réactifs

Voici quelques recettes de réactifs spécifiques que j’utilise au labo…

 

réactifutilisationrecette
liqueur de Fehlingtest aldéhyde-solution A: 40g de sulfate de cuivre à compléter à 1L d’eau distillée

– solution B: 200g se Sel de Seignette + 150 de Soude à compléter à 1L en eau distillée

– mélanger les 2 solutions, volume à volume, la veille de l’utilisation.

2,4- DNPHtest aldéhyde et cétone

 

(on verse d’abord quelques gouttes de 2,4-DNPH puis 1mL de solution à tester)

Dans un bain de glace:

– dissoudre 15g de 2,4-DNPH dans 75mH d’acide sulfurique à 98%

– ajouter 100mL d’eau distillée

– ajouter 350mL d’éthanol

Biuretliaison peptidique– dissoudre 3g de sulfate de cuivre + 9g de potassium Sodium Tartrate dans 500mL d’eau distillée

– ajouter 8g de NaOH et 5g de KI puis compléter à 1L en eau distillée

3,5-DNS

(dissolution longue!)

oses– solution A: dissoudre à chaud 5g d’acide dinitrosalicylique dans 100mL de NaOH à 2mol.L-1

– solution B: dissougre 150g de potassium Sodium Tartrate dans 250mL d’eau distillée

– verser la solution B dans la solution A et compléter à 500mL en eau distillée

LUMINOLsolution A: 1g de luminol+10g de NaOH+compléter en ED à 500mL

Solution B: 15g ferrycyanure de potassium + 0,5mL eau oxygénée à 110V+compléter en ED à 500mL

 

Dans l’obscurité, mélanger A et B dans les mêmes quantités et observer. Si besoin ajouter de la solution B.

phénolphtaléinedissoudre 1g dans 100mL d’éthanol à 95°
BBTdissoudre 4g dans 200mL d’éthanol à 95°, ajouter 200mL d’ED bouillie. Ajouter de la soude jusqu’à obtention d’une coloration verte

Préfixes, conversions, écriture scientifiques

Aujourd’hui je vous propose un rappel sur les unités, les conversions,  les préfixes, l’écriture scientifique.

 

Ce petit “cours” vous sera très utile lors des TP et des concours. En effet, il y a régulièrement dans les sujets BAP A, B et C, des conversions à réaliser. Il faut donc être très à l’aise avec les changements d’unités. (cf corrections de concours en suivant le lien⇒

 

conversion