Les chimistes gardent une trace de la façon dont les électrons sont transférés entre les atomes dans une réaction en utilisant un nombre d'oxydation. Si le nombre d'oxydation d'un élément dans la réaction augmente ou devient moins négatif, l'élément a été oxydé, tandis qu'un nombre d'oxydation diminué ou plus négatif signifie que l'élément a été réduit. (Vous pouvez vous souvenir de cette distinction à l'aide d'un ancien mnémonique: OIL RIG, l'oxydation est une perte, la réduction est un gain.) Un agent oxydant oxyde une autre espèce et est réduit dans le processus, tandis qu'un agent réducteur réduit une autre espèce et est oxydé dans le traiter.
Écris la formule de la réaction chimique. La formule pour la combustion du propane, par exemple, est C3H8(g) + 5 O2 --> 3 CO2(g) + 4 H2O(l). Assurez-vous que l'équation est bien équilibrée.
Attribuez un nombre d'oxydation à chaque élément de la réaction en utilisant les règles suivantes: Tout élément seul (c'est-à-dire non combiné avec d'autres éléments) a un nombre d'oxydation de 0. L'O2 ou l'oxygène pur, par exemple, a un indice d'oxydation de 0 car c'est un élément en soi. Le fluor est l'élément le plus électronégatif (c'est-à-dire qu'il exerce la plus forte attraction sur les électrons), donc dans un composé, il a toujours un nombre d'oxydation de -1. Puisqu'il s'agit du deuxième élément le plus électronégatif, l'oxygène dans un composé a toujours un nombre d'oxydation de -2 (à quelques exceptions près). L'hydrogène a un nombre d'oxydation de -1 lorsqu'il est combiné avec un métal et de +1 lorsqu'il est combiné avec un non-métal. Lorsqu'ils sont combinés avec d'autres éléments, les halogènes (groupe 17 du tableau périodique) ont un indice d'oxydation de -1 à moins qu'ils ne soient combinés avec de l'oxygène ou un halogène supérieur dans le groupe, auquel cas ils ont un indice d'oxydation de +1. Lorsqu'ils sont combinés avec d'autres éléments, les métaux du groupe 1 ont un nombre d'oxydation de +1, tandis que les métaux du groupe 2 ont un nombre d'oxydation de +2. La somme de tous les nombres d'oxydation dans un composé ou un ion doit être égale à la charge nette du composé ou de l'ion. L'anion sulfate, SO4, par exemple, a une charge nette de -2, donc la somme de tous les nombres d'oxydation dans le composé doit être égale à -2.
Comparez les nombres d'oxydation pour chaque élément du côté du produit avec le nombre d'oxydation du côté réactif. Si le nombre d'oxydation d'une espèce diminue ou devient plus négatif, l'espèce a été réduite (c'est-à-dire les électrons gagnés). Si le nombre d'oxydation d'une espèce augmente ou devient plus positif, elle a été oxydée (c'est-à-dire des électrons perdus). Dans la combustion du propane, par exemple, les atomes d'oxygène commencent la réaction avec un nombre d'oxydation de 0 et terminer par un nombre d'oxydation de -2 (en utilisant les règles ci-dessus, l'oxygène dans H2O ou dans CO2 a un nombre d'oxydation de -2). Par conséquent, l'oxygène est réduit lorsqu'il réagit avec le propane.
Déterminez quels réactifs sont réduits et lesquels sont oxydés comme indiqué ci-dessus. Un réactif qui oxyde un élément dans un autre réactif est un agent oxydant, tandis qu'un réactif qui réduit un élément dans un autre réactif est un agent réducteur. Dans la réaction de combustion entre le propane et l'oxygène, par exemple, l'oxygène est l'agent oxydant et le propane est l'agent réducteur.
Notez qu'une même substance peut être un agent réducteur dans une réaction et un agent oxydant dans une autre. Cependant, certains composés ou substances perdent facilement des électrons et sont donc généralement classés comme agents réducteurs, tandis que d'autres composés sont très bons pour prendre des électrons ou transférer des atomes d'oxygène et sont donc généralement classés comme oxydants agents. Le rôle joué par une substance dépendra toujours de la réaction en question.
Les références
- « Principes chimiques, la quête de la perspicacité, 4e édition »; Peter Atkins et Loretta Jones; 2008.
Conseils
- Il faudra peut-être un peu de pratique pour vous familiariser avec les règles d'attribution des nombres d'oxydation; essayez d'attribuer des numéros d'oxydation aux éléments de différents composés jusqu'à ce que vous l'ayez compris.
A propos de l'auteur
Basé à San Diego, John Brennan écrit sur la science et l'environnement depuis 2006. Ses articles sont parus dans « Plenty », « San Diego Reader », « Santa Barbara Independent » et « East Bay Mensuel. » Brennan est titulaire d'un baccalauréat ès sciences en biologie de l'Université de Californie à San Diego.
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