Correction des exercices sur l’oxydoréduction par voie sèche

Correction exercice I L’oxydoréduction par voie sèche

Exercice I
A. Rappel des règles de calcul des nombres d'oxydation (NO)
A.1. Le NO d'un élément à l'état de corps simple est égal à zéro.
A.2. Le NO d'un ion monoatomique est égal à sa charge.
A.3. La somme des NO des atomes d'une molécule est égale à zéro.
A.4. La somme des NO des atomes d'un ion complexe est égale à la charge de l’ion complexe.
Le NO de est pratiquement toujours égale à +I, sauf si la règle n° A1 prend le dessus ( ${H_2}$ où NO = 0), ou si la règle n° A2 prend le dessus (par exemple NaH avec l'ion ${H^ - }$ où NO = – I).
Le NO de l'oxygène est pratiquement toujours égal à , sauf si la règle n° A1 prend le dessus ( ${O_2}$ où NO = 0), ou dans le cas de ${H_2}{O_2}$ où la règle n° A5 est prise en considération, NO = +I pour l'hydrogène, ce qui impose NO = – I pour l'oxygène par la règle n° A3.
B. Calcule du nombre d'oxydation
$Fe$ est sous forme de corps simple. La règle n° A1 impose un NO = 0.
${P_4}$ est sous forme de corps simple. La règle n° A1 impose un NO = 0.
${S_8}$ est sous forme de corps simple. La règle n° A1 impose un NO = 0.
$C{H_4}$ : La règle n° A5 impose un NO = +I pour H. La règle n° A3 impose une somme des NO = 0 pour la molécule. 4H donne +4, à compenser par –4.
Conclusion : le carbone a un NO = – IV.
$C{O_2}$ : La règle n° A6 impose un NO = – II pour O. La règle n° 3 impose une somme des NO = 0 pour la molécule. 2O donne –4, donc à compenser par +4.
Conclusion : le carbone a un NO = +IV.
$HCl{O_4}$ : La règle n° A5 impose un NO = +I pour H et la règle n° 6 impose un NO = – II pour O. La règle n° 3 impose une somme des NO = 0 pour la molécule. 4 fois –II et 1 fois +I donne –7, à compenser par +7.
Conclusion : le chlore a un NO = +VII.
$CO_3^{2 - }$ :La règle n° A6 impose un NO = – II pour O. La règle n° 4 impose une somme des NO correspondant à la charge du ion, c'est-à-dire –2. 3O donne –6, donc à compenser par +4 pour avoir une somme de –2.

h) $PO_4^{3 - }$ : La règle n° A6 impose un NO = – II pour O. La règle n° A4 impose une somme des NO correspondant à la charge du ion, c'est-à-dire –3. 4O donne –8, donc à compenser par +5 pour avoir une somme de –3.
Conclusion : le phosphore a un NO = +V.
$MgO$ est un corps ionique composé d'un ion $M{g^{2 + }}$ et d'un ion ${O^{2 - }}$ . C'est la règle n° 2 qui entre en ligne de compte.
Conclusion : le magnésium a un NO = +II.
$MgC{l_2}$ est un corps ionique composé d'un ion $M{g^{2 + }}$ et de deux ions $C{l^ - }$ . C'est la règle n° A2 qui entre en ligne de compte.
Conclusion : le chlore a un NO = – I.
$NaCl$ est un corps ionique composé d'un ion $N{a^ + }$ et de d'un ion $C{l^ - }$ . C'est la règle n° A2 qui entre en ligne de compte.
Conclusion : le sodium a un NO = +I.
$N{a_2}S{O_4}$ est un corps ionique composé de deux ions $N{a^ + }$ et d'un ion $SO_4^{2 - }$ . C'est la règle n° A4 qui entre en ligne de compte : la somme des NO doit faire –2. La règle n° A6 impose un NO = – II pour O. 4O donne –8, donc à compenser par +6 pour avoir une somme de –2.
Conclusion : le soufre a un NO = +VI.

Correction exercice II L’oxydoréduction par voie sèche

Correction exercice III L’oxydoréduction par voie sèche

Correction exercice IV L’oxydoréduction par voie sèche

Correction exercice V L’oxydoréduction par voie sèche

Exercice V
1. Équation de la réaction
$2IO_3^ - (aq)$ $+ 12{H^ + }$ $+ 10{e^ - }$ $\to$ ${I_2}(aq)$ $+ 6{H_2}O(l)$
$HSO_3^ - (aq)$ $+ {H_2}O(l)$ $\to$ $SO_4^{2 - }(aq)$ $+ 3{H^ + }$ $+ 2{e^ - }$
Équation bilan devient donc :
$5HSO_3^ - (aq)$ $+ 2IO_3^ - (aq)$ $\to$ $5SO_4^{2 - }(aq)$ $+ {I_2}(aq)$ $+ {H_2}O(l)$ $+ 3{H^ + }$
2. Équation de la réaction
${H_2}{O_2}$ $+ 2{H^ + }$ $+ 2{e^ - }$ $\to 2{H_2}O$
$2{I^ - }$ $\to$ ${I_2} +$ $2{e^ - }$
Équation bilan devient donc :
$2{I^ - }$ $+ {H_2}{O_2}$ $+ 2{H^ + }$ $\to$ ${I_2} +$ $2{H_2}O$
3. Un réducteur est une espèce chimique capable de céder un ou plusieurs électrons.
Dans la réaction 1, le réducteur est l’ion hydrogénosulfite,
Dans la réaction 2, le réducteur est l’ion iodure.

Correction exercice VI L’oxydoréduction par voie sèche

Correction exercice VII L’oxydoréduction par voie sèche

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	Avancement	$8Al$	$3NO_3^ -$	$27{H^ + }$	$8A{l^{3 + }}$	$3N{H_3}$	$9{H_2}O$
État initial	$\alpha = 0$	$0,1$	$0,005$	$0,005$	0	0
État intermédiaire	$\alpha$	$0,1 - 8\alpha$	$0,005$ $- 3\alpha$	$0,005$ $- 27\alpha$	$8\alpha$	$3\alpha$
État final	${\alpha _{\max }}$	$0,1 -$ $8{\alpha _{\max }}$	$0,005$ $- 3{\alpha _{\max }}$	$0,005$ $- 27{\alpha _{\max }}$	$8{\alpha _{\max }}$	$3{\alpha _{\max }}$

	Avancement	$2Al(s)$	$6{H^ + }(aq)$	$2A{l^{3 + }}(aq)$	$3{H_2}(g)$
État initial	$\alpha = 0$	${n_1} =$ $\frac{{{m_1}}}{{{M_{Al}}}}$	${n_2} =$ ${C_2}{V_2}$	0	0
État intermédiaire	$\alpha$	${n_1} - 2\alpha$	${n_2} - 6\alpha$	$2\alpha$	$3\alpha$
État final	${\alpha _{\max }}$	${n_1} - 2{\alpha _{\max }}$	${n_2} - 6{\alpha _{\max }}$	$2{\alpha _{\max }}$	$3{\alpha _{\max }}$