Équilibrer une réaction d'oxydoréduction

Méthode pour équilibrer les équations d'oxydoréduction

Il est souvent nécessaire d'écrire la demi-réaction d'un couple rédox Ox/Red avant de pouvoir établir l'équation bilan d'une réaction d'oxydoréduction. Quelques règles simples à appliquer permettent de les équilibrer facilement.

Sous sa forme générale, la demi-réaction s'écrit:

Règle 1: conservation de la matière.
On doit retrouver de chaque côté de l'équation le même nombre d'atome.

Règle 2: électroneutralité.
La somme algébrique des charges électriques doit être identique de chaque côté de la demi-équation.

Equilibrer un couple rédox pas à pas

Exemple: couple S₄O₆^2-/S₂O₃^2-
Application de la règle 1: Pour retrouver les 4 atomes de soufre, il faut multiplier par 2 l'espèce S₂O₃^2-.
D'où: S₄O₆^2- ⇌ 2 S₂O₃^2-
Application de la règle 2: La charge totale est égale à \(-2\) à gauche et à \(-4\) à droite. Il faut donc ajouter deux électrons du côté gauche afin d'obtenir la même charge électrique des deux côtés. S₄O₆^2- + 2 e^- ⇌ 2 S₂O₃^2-
La réaction du couple rédox est équilibrée.

Exemple: couple MnO₄^-/Mn²⁺
Remarque: Lorsque la demi-équation est équilibrée en milieu aqueux acide, les atomes d'oxygène peuvent être équilibrés en ajoutant des molécules d'eau \(\mathrm{H_2O}\), puis les atomes d'hydrogène en ajoutant des ions \(\mathrm{H^+}\).
MnO₄^- ⇌ Mn²⁺: les atomes de Mn sont équilibrés (1 de chaque côté)
MnO₄^- ⇌ Mn²⁺ + 4 H₂O: on rajoute 4 molécules d'eau pour équilibrer le nombre d'oxygène.
MnO₄^- + 8H⁺ ⇌ Mn²⁺ + 4 H₂O: on rajoute 8 protons H⁺ correspondants aux 4 molécules d'eau.
MnO₄^- + 8H⁺ + 5e^- ⇌ Mn²⁺ + 4 H₂O on rajoute 5 électrons pour l'électroneutralité.
La réaction du couple rédox est équilibrée.

Remarque : la méthode utilisant les ions \(\mathrm{H^+}\) permet d'équilibrer les demi-équations en milieu acide. En milieu basique, les ions \(\mathrm{H^+}\) éventuellement introduits sont neutralisés par ajout d'ions \(\mathrm{OH^-}\).

Equilibrer une réaction d'oxydo réduction

Si l'on plonge une plaque de cuivre dans une solution de nitrate d'argent, l'on va observer l'apparition d'un dépôt sur la plaque de cuivre et une coloration bleutée de la solution. Dans cette expérience, 2 couples redox sont mis en jeu.
Le potentiel du couple rédox du cuivre Cu²⁺/Cu est égal à 0,342 V et celui de l'argent Ag⁺/Ag vaut 0,7996V. La réaction est donc possible entre le cuivre Cu et l'argent en solution Ag⁺ (voir la règle du gamma).

Couples rédox mis en jeu : Les règles à appliquer sont identiques à celles des demi-équation rédox. Il faut donc multiplier par 2 la demi-réaction de l'argent pour avoir 2 électrons et atteindre l'électroneutralité de la solution. L'équation bilan s'écrit donc : Il est important de vérifier la conservation de la matière et le respect de l'électroneutralité : on retrouve bien de chaque côté de la réaction : 2 atomes d'argent, 1 atome de cuivre et 2 charges +.

La réaction en image :

Potentiels rédox

Auteur de la fiche : Jean-Michel Riom