Réactions redox avec des ions

Les lycéens sont toujours soumis à des Réactions redox avec ions, à la fois dans les examens d'entrée et dans l'examen national de lycée (Enem). Ainsi, équilibrer ces équations peut être un sujet très redouté.

Afin de faciliter la compréhension de ce sujet, ce texte cherche à aborder les équilibrage des équations redox avec des ions avec la description de quelques étapes pour le réaliser. Pour cela, il faut commencer par identifier ce type de réaction chimique.

À réactions redox avec des ions sont identifiés par la présence d'un ou plusieurs composants chargés (positifs ou négatifs), c'est-à-dire les ions (cations ou anions), qui peuvent être présents dans des réactifs ou des produits, comme dans les deux exemples a poursuivre:

1er exemple :Cr₂O₇^2- + Fe²⁺ + H⁺ → Cr³⁺ + Fe³⁺ + H₂O

2e exemple :Cl₂ + C + H₂O → CO₂ + H⁺ + Cl^-

Pour effectuer le équilibrer les équations des réactions redox avec les ions, il est essentiel de suivre certaines étapes, telles que :

• 1ère étape: déterminer le NOX de chacun des atomes des réactifs et produits de l'équation ;

• 2ème étape: vérifier quelles espèces ont souffert oxydation;

• 3ème étape: déterminer la variation de la NOX les espèces qui ont subi une oxydation;

• 4ème étape: multiplier la variation trouvée à la troisième étape par le nombre d'atomes de l'espèce oxydante ;

• 5ème étape: vérifier quelles espèces ont souffert réduction;

• 6ème étape: déterminer la variation de NOX des espèces ayant subi une réduction ;

• 7ème étape: multiplier la variation trouvée dans la troisième étape par le nombre d'atomes de l'espèce qu'elle réduit ;

• 8ème étape: utilisez la valeur trouvée à la quatrième étape comme coefficient de l'espèce qui réduit ;

• 9ème étape: utiliser la valeur trouvée dans la septième étape comme coefficient de l'espèce oxydante ;

• 10ème étape: placer les coefficients dans les autres espèces, selon la méthode de équilibrage des essais. Dans les espèces où cela n'est pas possible, mettez les inconnues comme coefficients ;

• 11ème étape: multiplier le coefficient de chaque espèce par sa charge ;

• 12ème étape: égaliser la somme des charges des réactifs avec celle des produits pour trouver le coefficient d'une des espèces à inconnues ;

• 13ème étape: finaliser le bilan selon la méthode d'essai.

Afin de faciliter la compréhension, suivez le pas à pas décrit ci-dessus, dans l'exemple suivant d'un équation redox avec des ions:

Équation ionique montrant des ions et des groupes de charges générales 0

1ère étape : NOX de chaque atome.

NOX des atomes présents dans l'équation

2ème étape : Espèce qui subit une oxydation.

Espèces qui subissent une oxydation dans l'équation

Comme le NOX de l'iode augmente de -1 à 0 du réactif au produit, c'est donc l'espèce qui subit l'oxydation.

3ème étape : Déterminer la variation de NOX des espèces oxydées.

Pour ce faire, il suffit de soustraire le NOX le plus élevé par le NOX le plus bas :

∆_NOX = (0) – (-1)

∆ _NOX = 0 + 1

∆ _NOX = 1

Étape 4: Multiplication de NOX par quantité.

Dans cette étape, nous multiplions la variation trouvée dans la troisième étape par le nombre d'atomes de l'espèce.

je^- = ∆_NOX.1

je^- = 1.1

je^- = 1

5ème étape : Espèces qui subissent une réduction.

Espèces qui subissent une réduction dans l'équation

Comme le chrome NOX décroît de +7 à +3 du réactif au produit, c'est donc l'espèce qui subit la réduction.

6ème étape : Déterminer la variation de NOX des espèces réduites.

Pour ce faire, il suffit de soustraire le NOX le plus élevé par le NOX le plus bas :

∆_NOX = (+6) – (+3)

∆ _NOX = +6 – 3

∆ _NOX = 3

7ème étape : Multiplication de NOX par quantité.

Dans cette étape, nous multiplions la variation trouvée dans la sixième étape par le nombre d'atomes de l'espèce.

Cr₂O₇^2- = ∆_NOX.1

Cr₂O₇^2- = 3.2

Cr₂O₇^2- = 6

8ème étape: Commencez à équilibrer.

Début de l'équilibrage à l'aide du coefficient trouvé

Dans cette étape, nous commençons l'équilibrage en plaçant le coefficient trouvé dans la quatrième étape dans l'espèce ayant subi une réduction.

9ème étape: Continuez l'équilibrage.

Poursuite de l'équilibrage avec le coefficient trouvé

10ème étape : Utilisez la méthode d'essai.

• Il y a 6 atomes I dans le réactif, il faut donc mettre le coefficient 3 dans l'espèce I₂ du produit, car il ne contient que 2 atomes de Cl ;

• Comme dans l'espèce 1, Cr₂O₇^2-, il y a 2 atomes de Cr, il faut mettre le coefficient 2 dans l'espèce Cr³⁺ de produit.

Comme nous avons de l'oxygène dans trois espèces, et dans deux d'entre elles il n'y a pas de coefficients, pour continuer l'équilibre, nous devons placer des inconnues dans les espèces restantes :

Coefficients après utilisation de la méthode d'essai

11e étape : Multiplication de chaque espèce par sa charge.

Pour cela, il suffit de multiplier le coefficient de l'espèce par sa charge, comme suit :

• Dans les réactifs :

Cr₂O₇^2- = 1.(-2) = -2

je^- = 6.(-1) = -6

H₃O⁺ = x.(+1) = +x

• Sur les produits :

Cr³⁺ = 2.(+3) = +6

je₂ = 4.0 = 0

H₂O = y.0 = 0

12ème étape : Somme des charges.

Dans cette étape, il faut ajouter les charges de réactifs et produits trouvées à l'étape 11 :

Réactifs = produits

-2 + (-8) + (+x) = +6 + 0 + 0

-2 - 6 + x = 6

-8 + x = 6

x = 6 + 8

x = 14

13ème étape: Fin de l'équilibrage.

Pour terminer l'équilibrage, il faut :

• Mettre le résultat trouvé à la 12ème étape dans l'espèce H₃O⁺;

• Comme nous avons maintenant 42 atomes H dans le réactif, il faut placer le coefficient 21 dans l'espèce H₂Le dans le produit.

Équation de réaction ionique équilibrée

Par moi Diogo Lopes Dias

La source: École du Brésil - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/reacoes-oxirreducao-com-ions.htm