Réactions d'oxydo-réduction

1. Définir les termes oxydant et réducteur.
2. Qu'appelle-t-on couple oxydant/réducteur ?
3. Écrire la forme générale d'une demi-équation électronique.
4. Pourquoi dit-on que les électrons « libres » n'existent pas en solution ?

Établir la demi-équation électronique des couples suivants en milieu acide :

1. $\text{Fe}^{3+}_{(aq)}/\text{Fe}^{2+}_{(aq)}$
2. $\text{I}_2{}_{(aq)}/\text{I}^{-}_{(aq)}$
3. $\text{Cr}_2\text{O}_7^{2-}{}_{(aq)}/\text{Cr}^{3+}_{(aq)}$
4. $\text{NO}_3^{-}{}_{(aq)}/\text{NO}_{(g)}$

Le mercure liquide réagit avec les ions argent. La transformation est modélisée par l'équation :

1. Identifier les espèces oxydée et réduite.
2. Donner les couples oxydant/réducteur mis en jeu.
3. Écrire les deux demi-équations électroniques associées.

On étudie la réaction en milieu acide entre les ions fer (II) $\text{Fe}^{2+}$ et les ions permanganate $\text{MnO}_4^{-}$.

1. Écrire la demi-équation du couple $\text{Fe}^{3+}/\text{Fe}^{2+}$.
2. Écrire la demi-équation du couple $\text{MnO}_4^{-}/\text{Mn}^{2+}$.
3. En déduire l'équation chimique de la réaction.
4. Quel est le rôle des ions permanganate ? Quel composé subit une réduction ?

Le couple oxydant/réducteur du magnésium est $\text{Mg}^{2+}/\text{Mg}$.

1. Écrire la demi-équation électronique de la corrosion (oxydation) du magnésium.
2. Compléter la demi-équation électronique de réduction du dioxygène en milieu acide :
   $$\dots\,\text{O}_2{}_{(g)} + \dots\,\text{H}^{+} + \dots\,e^{-} \;=\; \dots\,\text{H}_2\text{O}$$
3. Écrire l'équation modélisant la corrosion du magnésium par le dioxygène en milieu acide.

Un éthylotest à usage unique est constitué d'une embouchure stérilisée, d'un tube en verre rempli de dichromate de potassium solide $(\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7)$ acidifié, et d'un ballon en plastique de $V = 1\text{ L}$.

Lorsqu'une personne a consommé de l'alcool, de l'éthanol passe de son sang dans l'air expiré. Si elle souffle dans l'éthylotest, l'éthanol contenu dans son haleine est oxydé en acide éthanoïque par les ions dichromate (de couleur orange), qui se transforment alors en ions chrome (III) (de couleur verte).

Couples mis en jeu : $\text{Cr}_2\text{O}_7^{2-}/\text{Cr}^{3+}$ et $\text{CH}_3\text{COOH}/\text{CH}_3\text{CH}_2\text{OH}$.

1. D'après le texte, l'éthanol est-il un oxydant ou un réducteur ? Justifier.
2. Écrire et équilibrer la demi-équation électronique de l'élément chrome.
3. Écrire et équilibrer la demi-équation du couple de l'éthanol.
4. En déduire l'équation chimique de la réaction qui se produit lorsqu'une personne alcoolisée souffle dans l'éthylotest.
5. Justifier que le dichromate de potassium soit acidifié.
6. De quelle couleur est l'éthylotest positif ? Justifier.