Fiche de révision

Chimie

Potentiel d’oxydoréduction et classification

Classer les couples redox pour prévoir quelles réactions auront lieu.

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Fiche de révision de Chimie : « Potentiel d’oxydoréduction et classification », proposée par ndolomath.comndolomath

Potentiel d’oxydoréduction et classification

💡 Idée principale : chaque couple a un potentiel standard E°. Plus E° est grand, plus l’oxydant est fort. La règle du gamma permet de prévoir les réactions spontanées.

Étapes résumées

Référence : couple H⁺/H₂, E° = 0 V.
Classification : oxydants à gauche, réducteurs à droite, par E° croissant.
Règle du γ : l’oxydant le plus fort réagit avec le réducteur le plus fort.
f.é.m. d’une pile : $E = E °_{+} - E °_{-}$ .

La classification

Couple	E° (V)
Au³⁺/Au	+1,50
Ag⁺/Ag	+0,80
Cu²⁺/Cu	+0,34
H⁺/H₂	0,00
Fe²⁺/Fe	−0,44
Zn²⁺/Zn	−0,76
Al³⁺/Al	−1,66

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La règle du gamma

Une réaction spontanée a lieu entre l’oxydant d’un couple et le réducteur d’un couple de potentiel plus faible.

Exemple : Cu²⁺ (E° = 0,34 V) oxyde Zn (E° = −0,76 V).

2. Comprendre l’électrode de référence

On ne peut pas mesurer le potentiel d’un seul couple : un voltmètre mesure toujours une différence. On a donc choisi une référence, l’électrode standard à hydrogène, à laquelle on attribue 0 V. Le potentiel standard d’un couple est la f.é.m. de la pile formée par ce couple et l’électrode à hydrogène.

Prévoir et calculer

Exemple guidé

Calcule la f.é.m. d’une pile cuivre-argent.

Solution :
Pôle + : Ag (E° = 0,80 V) ; pôle − : Cu (E° = 0,34 V).

E = 0, 80 - 0, 34 = 0, 46 V

.

Conséquences

Les métaux sous H⁺/H₂ sont attaqués par les acides (Zn, Fe, Al).
Le cuivre, l’argent et l’or ne le sont pas par l’acide chlorhydrique.

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Prévoir une réaction

Exercice type

Une solution de sulfate de cuivre peut-elle être stockée dans un récipient en fer ? ( $E^{\circ} ({Fe}^{2 +} / Fe) = - 0, 44$ V ; $E^{\circ} ({Cu}^{2 +} / Cu) = 0, 34$ V)

Solution :
L’oxydant le plus fort

{Cu}^{2 +}

réagit avec le réducteur le plus fort Fe (règle du gamma).
Le fer est attaqué : on ne peut pas utiliser de récipient en fer.

Couple	$E^{\circ}$ (V)
${Au}^{3 +} / Au$	1,50
${Ag}^{+} / Ag$	0,80
${Cu}^{2 +} / Cu$	0,34
$H^{+} / H_{2}$	0,00
${Fe}^{2 +} / Fe$	−0,44
${Zn}^{2 +} / Zn$	−0,76

Les métaux au-dessus de l’hydrogène (or, argent, cuivre) ne sont pas attaqués par les acides comme HCl.

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À toi de jouer

1. L’acide chlorhydrique attaque-t-il le cuivre ?

2. f.é.m. de la pile Daniell (Cu/Zn) ?

3. Quel est l’oxydant le plus fort du tableau ?

Réponses : non · 1,10 V · Au³⁺. Le corrigé détaillé et d’autres exercices de ce chapitre sont dans les exercices corrigés.

Erreurs fréquentes

E° ne s’additionne pas : on fait une différence.
La règle du γ ne dit rien sur la vitesse.
Les potentiels standards supposent C = 1 mol/L.

Méthode

Place les deux couples dans l’échelle, applique la règle du γ, puis calcule

E = E °_{+} - E °_{-}

.

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