Une réaction d'oxydoréduction, c'est un échange d'électrons entre deux espèces chimiques. L'une en perd, l'autre en gagne — jamais l'inverse. Regardez le transfert se produire, en direct.
Prêt. 2 électrons attendent de changer de camp.
Oxydation et réduction se produisent toujours ensemble : ce sont les deux moitiés de la même transaction d'électrons. On les appelle des demi-équations.
L'espèce qui s'oxyde donne des électrons. Son nombre d'oxydation augmente. C'est elle le réducteur de la réaction, car elle permet à l'autre espèce d'être réduite.
L'espèce qui se réduit capte des électrons. Son nombre d'oxydation diminue. C'est elle l'oxydant de la réaction, car elle « oxyde » l'autre espèce en lui prenant ses électrons.
Astuce pour ne plus se tromper : perte d'électrons = oxydation, gain d'électrons = réduction. L'oxydant n'est jamais celui qui s'oxyde — il fait s'oxyder l'autre.
Le nombre d'oxydation (n.o.) mesure la charge qu'aurait un atome si tous ses électrons de liaison étaient attribués à l'élément le plus électronégatif. Cinq règles suffisent pour la plupart des cas.
Corps simple. Un élément seul (Fe, O₂, Cu, N₂) a toujours un n.o. de 0.
Ion monoatomique. Le n.o. est égal à la charge de l'ion. Ex : Fe²⁺ → n.o.(Fe) = +II.
Oxygène. Presque toujours −II, sauf dans les peroxydes (−I) ou avec le fluor.
Hydrogène. Presque toujours +I, sauf dans les hydrures métalliques (−I).
Molécule neutre. La somme des n.o. de tous les atomes vaut 0.
Ion polyatomique. La somme des n.o. est égale à la charge globale de l'ion.
Ces réactions ne restent pas dans les manuels : elles font rouiller une grille, tourner une pile et brûler une bougie.
Le fer cède des électrons au dioxygène de l'air en présence d'eau, formant de l'oxyde de fer hydraté.
Une pile force les électrons à circuler dans un fil plutôt que directement entre les espèces : c'est ce courant qu'on utilise.
Le carbone du combustible cède des électrons au dioxygène ; l'énergie libérée devient chaleur et lumière.
La plante réduit le CO₂ en glucose grâce à l'énergie lumineuse, tout en oxydant l'eau pour libérer du dioxygène.
Nos cellules font l'inverse de la photosynthèse : le glucose est oxydé pour produire l'énergie du métabolisme.
L'ion hypochlorite est un oxydant puissant, capable de décolorer les taches et de désinfecter en oxydant les matières organiques.