Physique-chimie et mathématiques (STI2D · STL) · Première · Physique-chimie — Matière et matériaux
Oxydoréduction et corrosion
Des électrons cédés, des électrons pris.
En bref
La rouille coûte chaque année des milliards d’euros en ponts, coques de bateaux et canalisations.
La rouille coûte chaque année des milliards d’euros en ponts, coques de bateaux et canalisations. Elle est le résultat d’une réaction d’oxydoréduction : un transfert d’électrons.
Oxydant, réducteur
| Le terme | Définition |
|---|---|
| Réducteur | Espèce capable de céder des électrons |
| Oxydant | Espèce capable de capter des électrons |
| Oxydation | Perte d’électrons (subie par le réducteur) |
| Réduction | Gain d’électrons (subi par l’oxydant) |
Moyen mnémotechnique : « un réducteur donne, un oxydant prend ».
Les couples oxydant/réducteur
On les écrit Ox/Red, avec une demi-équation électronique :
Fe²⁺ + 2 e⁻ = Fe (couple Fe²⁺/Fe)
Cu²⁺ + 2 e⁻ = Cu (couple Cu²⁺/Cu)
O2 + 4 H⁺ + 4 e⁻ = 2 H2O (couple O2/H2O)
Écrire une réaction d’oxydoréduction
On combine deux demi-équations pour que les électrons s’éliminent.
Exemple : un clou de fer plongé dans une solution de sulfate de cuivre se couvre de cuivre.
- Oxydation du fer : Fe → Fe²⁺ + 2 e⁻
- Réduction des ions cuivre : Cu²⁺ + 2 e⁻ → Cu
- Bilan : Fe + Cu²⁺ → Fe²⁺ + Cu
Le fer (réducteur) a cédé 2 électrons aux ions cuivre (oxydant).
La corrosion des métaux
La corrosion est l’oxydation d’un métal par son environnement : dioxygène, eau, sels. Le fer s’oxyde en ions Fe²⁺ puis en rouille (oxydes et hydroxydes de fer). L’eau salée accélère la corrosion (elle conduit mieux les ions).
| Le métal | Comportement |
|---|---|
| Fer, acier ordinaire | Rouille poreuse qui laisse la corrosion progresser |
| Aluminium, zinc | Se couvrent d’une couche d’oxyde protectrice |
| Aciers inoxydables | Contiennent du chrome, qui forme une couche passivante |
| Métaux nobles (or, platine) | Très difficilement oxydables |
Se protéger de la corrosion
| La méthode | Principe |
|---|---|
| Revêtement (peinture, vernis, plastique) | Isoler le métal du milieu |
| Galvanisation (zingage) | Recouvrir l’acier de zinc, qui s’oxyde à sa place |
| Anode sacrificielle | Relier le métal à un bloc d’un métal plus réducteur (zinc, magnésium) qui se corrode à sa place — coques de bateaux, cuves |
| Choix d’un alliage | Inox, aluminium |
Dans l’anode sacrificielle, le zinc est plus réducteur que le fer : c’est lui qui cède ses électrons.
Les piles
Une pile exploite une réaction d’oxydoréduction en séparant les deux demi-réactions : les électrons passent par un circuit extérieur, ce qui produit un courant. À l’anode a lieu l’oxydation, à la cathode la réduction. Exemple : la pile Daniell (zinc et cuivre) fournit environ 1,1 V.
Teste-toi
6 questions pour vérifier
Touche une réponse : la correction s’affiche tout de suite.
1.Qu’est-ce qu’un réducteur ?
2.Une oxydation est…
3.Dans Fe + Cu²⁺ → Fe²⁺ + Cu, quelle espèce est l’oxydant ?
4.Combien d’électrons le fer cède-t-il en devenant Fe²⁺ ?
5.Pourquoi l’eau salée accélère-t-elle la corrosion ?
6.Quel élément rend un acier « inoxydable » ?
0 / 6 questions
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