Les réactions d'oxydo-réduction étudiées principalement en chimie physique sont celles dans lesquelles se produit un transfert d'électrons. L'espèce réactive (atome, ion ou molécule) qui perd un ou plusieurs électrons est celle qui subit l'oxydation. L'espèce chimique qui reçoit les électrons est cependant réduite.
Généralement, lorsque ce type de réaction est étudié en chimie inorganique, on l'appelle réaction d'échange simple ou alors de déplacement.
Pour qu'une réaction se produise, il est nécessaire de remplir certaines conditions. L'un d'eux est qu'il doit y avoir affinité chimique entre les réactifs, c'est-à-dire qu'ils doivent interagir de manière à permettre la formation de nouvelles substances.
Dans le cas des réactions redox, l'affinité signifie que l'un des réactifs a tendance à gagner des électrons et l'autre à en perdre. Cette tendance correspond à réactivité des éléments chimiques impliqués.
Voyons comment il est possible de comparer la réactivité entre les métaux.
Supposons que l'on veuille stocker une solution de sulfate de cuivre II (CuSO
4). Nous ne pourrions pas placer cette solution dans un récipient en aluminium, car la réaction suivante se produirait :2 Al(s) + 3 CuSO4(aq)→ 3 Cu(s) + Al2(SEUL4)3(aq)
Notez que l'aluminium s'est oxydé, perdant 3 électrons chacun et devenant un cation aluminium :
Al(s) → Al3+(ici) + 3 et-
Simultanément, le cation cuivre (Cu2+) qui était présent dans la solution a reçu des électrons de l'aluminium et réduit, devenant du cuivre métallique. Chaque cation cuivre reçoit deux électrons :
Cul2+(ici) + 2 et- → Cu(s)
Cependant, si c'était l'inverse et que nous voulions stocker une solution de sulfate d'aluminium (Al2(SEUL4)3(aq)), ce ne serait pas un problème de le mettre dans un récipient en cuivre, car cette réaction ne se produirait pas :
Cul(s) + Al2(SEUL4)3(aq) → ne se produit pas
Ces faits observés peuvent s'expliquer par le fait que l'aluminium étant plus réactif que le cuivre.
Les métaux ont tendance à céder des électrons, c'est-à-dire à s'oxyder. En comparant divers métaux, celui qui a le plus tendance à donner des électrons est le plus réactif. Par conséquent, la réactivité des métaux est également associée à leur énergie d'ionisation, c'est-à-dire l'énergie minimale nécessaire pour retirer un électron de l'atome gazeux dans son état fondamental.
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Sur cette base, le file d'attente de réactivité en métal ou alors rangée de tensions électrolytiques, indiqué ci-dessous:
Le métal le plus réactif réagit avec les substances ioniques dont les cations sont moins réactifs. En d'autres termes, le métal à gauche réagit avec la substance formée par les ions à sa droite. L'inverse ne se produit pas.
En vous souvenant de l'exemple donné, voyez dans la rangée de réactivité que l'aluminium (Al) est à gauche du cuivre (Cu). Par conséquent, l'aluminium réagit avec la solution formée par les cations de cuivre; mais le cuivre ne réagit pas avec une solution formée de cations aluminium.
Notez que le métal le plus réactif est le lithium (Li) et le moins réactif est l'or (Au).
C'est l'une des raisons pour lesquelles l'or est si précieux, car s'il ne réagit pas, il reste intact longtemps. Cela se voit dans les sarcophages et les sculptures égyptiens plaqués d'or qui remontent à la plus haute antiquité. Nous le voyons également lorsque nous comparons la durabilité d'un bijou en or pur à des bijoux fabriqués à partir d'autres métaux plus réactifs que l'or.
Par Jennifer Fogaça
Diplômé en Chimie
Souhaitez-vous référencer ce texte dans un travail scolaire ou académique? Voir:
FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. « Ordre de réactivité des métaux »; École du Brésil. Disponible en: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/ordem-reatividade-dos-metais.htm. Consulté le 28 juin 2021.
