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Transfert d'électrons dans les réactions redox

1920
Expérience de cellule électrochimique démontrant le transfert d'électrons dans les réactions d'oxydoréduction.

(Image générée à titre d'illustration uniquement)

Les réactions d'oxydoréduction (réduction-oxydation) impliquent un transfert d'électrons entre espèces chimiques. Une espèce subit une oxydation (perte d'électrons), tandis qu'une autre subit une réduction (gain d'électrons). Ces deux processus se produisent toujours simultanément. L'espèce qui perd des électrons est l'agent réducteur, et celle qui en gagne l'agent oxydant. Ce concept fondamental sous-tend l'électrochimie et de nombreux processus biologiques.

Le concept des réactions d'oxydoréduction est né des premières études sur la combustion. D'abord expliqué par la théorie du phlogiston, Antoine Lavoisier a correctement identifié le rôle de l'oxygène dans la combustion à la fin du XVIIIe siècle, jetant ainsi les bases de l'oxydation. Cependant, la définition moderne est centrée sur le transfert d'électrons, un concept qui n'est devenu clair qu'après la découverte de l'électron par J.J. Thomson en 1897. Les moyens mnémotechniques ‘OIL RIG’ (Oxidation Is Loss, Reduction Is Gain) ou ‘LEO the lion says GER’ (Lose Electrons Oxidation, Gain Electrons Reduction) sont couramment utilisés pour se souvenir des définitions.

Dans toute réaction d'oxydoréduction, le nombre total d'électrons perdus par l'agent réducteur doit être égal au nombre total d'électrons gagnés par l'agent oxydant, conformément à la loi de conservation de la charge. Par exemple, dans la réaction du métal zinc avec les ions cuivre(II), [latex]Zn(s) + Cu^{2+}(aq) à droite Zn^{2+}(aq) + Cu(s)[/latex], les atomes de zinc sont oxydés en ions zinc par la perte de deux électrons, tandis que les ions cuivre(II) sont réduits en métal cuivre par le gain de deux électrons. Ici, le zinc est l'agent réducteur et le cuivre(II) est l'agent oxydant. Ce principe simple est à la base d'innombrables processus naturels et industriels, de la rouille du fer à la production d'électricité dans une batterie.

UNESCO Nomenclature: 2202
- Électrochimie

Taper

Système abstrait

Perturbation

Révolutionnaire

Usage

Utilisation généralisée

Précurseurs

  • théorie phlogistique de la combustion
  • la théorie de la combustion de l'oxygène d'antoine lavoisier
  • découverte de l'électron par JJ Thomson
  • développement de la théorie atomique

Applications

  • piles
  • prévention de la corrosion
  • métallurgie (fusion)
  • respiration cellulaire
  • photosynthèse
  • synthèse chimique

Brevets:

NA

Idées d'innovations potentielles

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Voir aussi : oxydoréduction, oxydation, réduction, transfert d'électrons, agent oxydant, agent réducteur, électrochimie, réaction chimique.

Contexte historique

Transfert d'électrons dans les réactions redox

1916
1917
1918
1920
1920
1921
1922
1915-11
1916
1918
1919-05-29
1920
1920
1921
1924

(si la date est inconnue ou non pertinente, par exemple « mécanique des fluides », une estimation arrondie de son émergence notable est fournie)

Inventions, innovations et principes techniques connexes

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