Oxydoréduction par voie sèche et nombres d’oxydation
Hauts fourneaux et chalumeaux : l’oxydoréduction sans solution aqueuse.
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Oxydoréduction par voie sèche et nombres d’oxydation
💡 Idée principale : l’oxydoréduction existe aussi par voie sèche, sans eau : combustions, réduction des minerais. Les nombres d’oxydation permettent de repérer qui est oxydé et qui est réduit.
Étapes résumées
Nombre d’oxydation (n.o.) : charge fictive d’un élément.
Oxydation : le n.o. augmente ; réduction : il diminue.
Dans un composé : O = −II, H = +I, somme = charge totale.
Exemple guidé
Énoncé
Calcule le n.o. du fer dans Fe₂O₃ et du manganèse dans MnO₄⁻.
Solution
Fe₂O₃ : donc . MnO₄⁻ : donc .
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1. Pourquoi les nombres d’oxydation
Sans solution, on ne voit pas d’ions s’échanger des électrons. Le nombre d’oxydation est un outil de comptage : il indique combien d’électrons un atome a « perdu » ou « gagné » dans un composé. Si le n.o. d’un élément augmente, il est oxydé ; s’il diminue, il est réduit.
Réactions par voie sèche
2. Haut fourneau
Le fer passe de +III à 0 (réduit) ; le carbone de +II à +IV (oxydé).
Sidérurgie
Le carbone réduit les oxydes de fer.
Aluminothermie
L’aluminium réduit l’oxyde de fer : soudure des rails.
Combustions
Le dioxygène est l’oxydant.
Métallurgie
Obtention du zinc, du cuivre.
La réduction des oxydes
Exercice type
Énoncé
Dans , donne les n.o. et identifie l’oxydant et le réducteur.
Solution
Fe : +III dans , 0 dans Fe : il est réduit. C : +II dans CO, +IV dans : il est oxydé. Oxydant : ; réducteur : CO.
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3. L’aluminothermie
L’aluminium réduit l’oxyde de fer en dégageant une chaleur intense : le fer obtenu est liquide. Cette réaction sert à souder les rails de chemin de fer.
Exemple :
À toi de jouer
1. n.o. du soufre dans SO₂ ?
2. Si le n.o. d’un élément augmente, il est…
3. Quel gaz réduit l’oxyde de fer dans un haut fourneau ?
Réponses : +IV · oxydé · le monoxyde de carbone. Le corrigé détaillé et d’autres exercices de ce chapitre sont dans les exercices corrigés.
Erreurs fréquentes
Les n.o. s’écrivent en chiffres romains.
Le n.o. d’un corps simple est toujours nul.
La somme des n.o. égale la charge de l’espèce.
Méthode
Calcule les n.o. avant et après : celui qui augmente est oxydé, celui qui diminue est réduit.
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