Oxydo-réduction

[jss.maypo]

Bonjour, 

J'essaie encore de comprendre désespérément le mécanisme d'oxydo-réduction : mais par exemple dans ce qcm : 

QCM 1 - (Annale 2018-2019 Maraîchers) 

On considère la réaction entre l'ion hypochlorite (CIO) et le peroxyde d'hydrogène (H202) qui a lieu à 298K et à pH = 0. Les couples redox mis en jeu sont : (1) ClO-/Cl- E° (ClO-/Cl- ) = 1,73 V (2) O2 /H2O2 E° (O2 /H2 02 ) = 0,69 V

A. L'équilibre correspondant au couple redox ClO-/Cl- est : ClO- + 2H+ + 1e- = Cl- + H2O.

B. La réaction globale s'accompagne d'un échange de 2 électrons.

C. La variation du potentiel standard de la réaction globale est de 2,42 V.

D. Au cours de cette réaction, le peroxyde d'hydrogène est réduit.

E. L'équation de la réaction ayant lieu entre ces 2 couples est : ClO- + H2 02 = O2 + Cl- + H2 0.

(Réponses : BE)

Pour l'item B : pourquoi y a t -il un échange de deux électrons alors que pour la réaction globale on peut barrer les électrons de chaque coté de l'équation si je me trompe pas ? 

 

QCM 2 - (Annale 2017-2018 Maraîchers) Dans les membranes mitochondriales, le cytochrome c Oxydase catalyse le transfert d’ électrons entre l’oxygène dissous et le cytochrome c, qui est une protéine héminique (Cyt-Fe)

(1) O2 / H2O    E°₁ (O2 / H2O) = +1,23V

(2) Cyt-Fe³⁺/Cyt-Fe²⁺ E°₂ (Cyt-Fe³⁺/Cyt-Fe²⁺) = +0,25V

(On prendra 2,3 x RT/F = 0,06V).

A. La demi-réaction du couple 1 est : O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O.

B. Pour le couple O2 / H2O, la relation entre le potentiel standard E°₁ et le potentiel standard biologique E°’₁ est : E°’₁ = E°₁ - 0,06 x 7.

C. Pour le couple Cyt-Fe³⁺ / Cyt-Fe²⁺, la valeur du potentiel standard biologique E°’₂ est la même que celle du potentiel standard E°₂.

D. L'équation globale ayant lieu entre ces 2 couples est : O2 + 4H+ + Cyt-Fe³⁺ → Cyt-Fe²⁺ + 2H2O.

E. La variation du potentiel standard (ΔE°) de la réaction globale est +1,58V.

(Réponses ABC)

Pour l'item D, pouvez-vous me montrer quelle équation bilan vous obtenez ? 

 

QCM 25 - Source : qcm supplémentaires poly de l'avant 2023-2024 : 

À propos de la réaction suivante : MnO4 - + H2O +SO2 -> Mn2+ + SO4 2- + H3O + :

A. Le n.o du manganèse augmente.

B. Cette réaction s’accompagne d’un échange de 5e-.

C. Le nombre stœchiométrique de H2O est 2.

D. Le nombre stœchiométrique de H3O + est 4.

E. SO2 est le réducteur.

(Réponses DE)

Je bug sur le nombre stoechiométrique ?? Je trouve jamais le bon

 

Mercii

 

 

 

[Cicatrix]

Salut, n'hésite pas à reposer des questions si ce n'est toujours pas clair !! Voici mes réponses :

 

à l’instant, jss.maypo a dit :

Pour l'item B : pourquoi y a t -il un échange de deux électrons alors que pour la réaction globale on peut barrer les électrons de chaque coté de l'équation si je me trompe pas ? 

Il s'agit d'un échange, donc d'un côté de l'équation il y aura don d'électrons (par le réducteur), et de l'autre il y aura captation de ces électrons (par l'oxydant). Ainsi on peut simplimier l'équation finale en ne les écrivant pas (on les barre de chaque côté), mais on sait que dans chaque couple redox, il y a cet échange pour passer de oxydant à réducteur ou inversement.

Sans cet échange il n'y a pas de réaction. Et on connait le nombre total des électrons échangés grâce aux demi-équations.

 

il y a 2 minutes, jss.maypo a dit :

Pour l'item D, pouvez-vous me montrer quelle équation bilan vous obtenez ?

Cet item est faux pour 2 raisons : premièrement c'est le Cyt-Fe²⁺ ("²" !) qui doit être à gauche car c'est le réducteur réagissant avec l'O₂, et deuxièmement lorsqu'on équilibre l'équation, il faut multiplier par 4 tous les constituants de la demi-équation de Cyt-Fe³⁺/Cyt-Fe²⁺ afin d'échanger 4 électrons comme dans l'autre demi-équation. On obtient donc :

O₂ + 4H⁺ + 4Cyt-Fe²⁺ → 4Cyt-Fe³⁺ + 2H₂O.

 

il y a 10 minutes, jss.maypo a dit :

Je bug sur le nombre stoechiométrique ?? Je trouve jamais le bon

Le conseil que j'aurais est qu'il faut s'entrainer à résoudre ces qcm étape par étape. Ainsi tu sauras si le problème est dans la demi-équation ou dans le passage à l'équation finale.

1re étape : écrire les demi-équations.

2e étape : équilibrer pour que le nombre d'électrons échangés soit le même dans chaque demi-équation.

3e étape : écrire l'équation bilan sans se tromper de côté pour chaque réactif et chaque produit.

 

Que trouves-tu comme demi-équations ? Est-ce que tu arrives à les écrire ? Est ce que tu peux me donner l'équation finale que tu as et comment tu l'as trouvée (si tu en as trouvé une) ?

 

PS : suite à une mûre réflexion, est ce que le problème du nb stoechiométrique (ta dernière question) ne serait pas dû à la simplification du nombre de H2O de chaque côté de l'équation bilan et/ou l'utilisation des H3O+ ?

(Il faut trouver 4H3O+ et 6H2O d'après moi.)

[jss.maypo]

D'accord merci ! 

Il y a 10 heures, Cicatrix a dit :

PS : suite à une mûre réflexion, est ce que le problème du nb stoechiométrique (ta dernière question) ne serait pas dû à la simplification du nombre de H2O de chaque côté de l'équation bilan et/ou l'utilisation des H3O+ ?

(Il faut trouver 4H3O+ et 6H2O d'après moi.)

Oui mon problème vient de la, pour trouver le nombre d'H30+ et d'H20.. 

[Cicatrix]

il y a 15 minutes, jss.maypo a dit :

Oui mon problème vient de la, pour trouver le nombre d'H30+ et d'H20.. 

est ce que tu as besoin que je détaille ? 

 

Si tu as un problème avec H3O+ l'astuce c'est de faire avec des H⁺ jusqu'à la fin et ensuite de rajouter des H₂O parce que H⁺ + H₂O = H₃O⁺

Il faut rajouter autant de H₂O que de H+, mais pour qu'ils ne sortent pas de nulle part il faut les ajouter des 2 côtés.

[jss.maypo]

Euu oui est ce que tu pourrais détailler si ça t'embete pas trop..

[Cicatrix]

Il y a 12 heures, jss.maypo a dit :

MnO4 - + H2O +SO2 -> Mn2+ + SO4 2- + H3O +

ok let's go on trouve les coeff stoechiométriques

 

1. Demi-équations

 

MnO₄^-/Mn²⁺

MnO₄^-     = Mn²⁺                     On va rajouter des oxygènes pour équilibre le nombre d'atomes.

MnO₄^-     = Mn²⁺ + 4H₂O   Maintenant il ne manque plus que les hydrogènes pour les atomes.

MnO₄^- + 8H⁺  = Mn²⁺ + 4H₂O               

Les nombres d'atomes d'atomes étant équilibrer, on passe aux charges. Il y a 5 charges positives en TROP à GAUCHE. Dons on rajoute 5 électrons de ce côté : 

MnO₄^- + 8H⁺ + 5e^- = Mn²⁺ + 4H₂O 

 

SO₄^2-/SO₂

SO₂                      = SO₄^2-     Ici aussi on commence par équilibrer les atomes, et ensuite les charges. DOnc on rajoute 2H₂O à gauche puis 4H⁺ à droite pour compenser.

SO₂  + 2H₂O  = SO₄^2- + 4H⁺   Ici on passe aux charges : il y a 2 + en trop à droite.

SO₂  + 2H₂O  = SO₄^2- + 4H⁺ + 2e^- 

 

Ici on voit que pour faire fonctionner les 2 équations en même temps dans l'équation bilan, il faut un échange total de 10 électrons (5 x 2).

 

2. Equilibre du nombre total d'électrons

MnO₄^- + 8H⁺ + 5e^- = Mn²⁺ + 4H₂O   devient       2MnO₄^- + 16H⁺ + 10e^- = 2Mn²⁺ + 8H₂O 

SO₂  + 2H₂O  = SO₄^2- + 4H⁺ + 2e^-     devient       5SO₂  + 10H₂O  = 5SO₄^2- + 20H⁺ + 10e^- 

 

3. Equation bilan

2MnO₄^- + 16H⁺ + 5SO₂  + 10H₂O   -->  2Mn²⁺ + 8H₂O  + 5SO₄^2- + 20H⁺ 

2MnO₄^-                  + 5SO₂  + 2H₂O   -->  2Mn²⁺                      + 5SO₄^2- + 4H⁺ 

On a donc : 2MnO₄^- + 5SO₂  + 2H₂O   -->  2Mn²⁺ + 5SO₄^2- + 4H⁺ 

 

Le problème final est que l'énoncé demande des H₃O⁺ et non pas des H⁺.

On rajoute donc autant de H₂O que de H⁺ afin d'en créer :

2MnO₄^- + 5SO₂  + 2H₂O  + 4H₂O  -->  2Mn²⁺ + 5SO₄^2- + 4H⁺ + 4H₂O

2MnO₄^- + 5SO₂  + 6H₂O  -->  2Mn²⁺ + 5SO₄^2- + 4H₃O⁺

 

Je réécris cette équation sans le gras et souligné :

2MnO₄^- + 5SO₂  + 6H₂O  -->  2Mn²⁺ + 5SO₄^2- + 4H₃O⁺

 

As-tu des questions ?