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Exercices corrigés sur le nombre d'oxydation

Mettez en pratique vos connaissances sur le nombre d'oxydation avec ces exercices corrigés, conçus pour les lycéens en Physique-Chimie.

Exercice 1: Détermination des nombres d'oxydation

Déterminez le nombre d'oxydation de chaque atome dans les composés suivants :

  1. NaCl
  2. CO2
  3. H2SO4
  4. MnO4-
  5. Cr2O72-

Correction :

  1. NaCl : Na a un NO de +1, et Cl a un NO de -1.
  2. CO2 : O a un NO de -2, donc C a un NO de +4.
  3. H2SO4 : H a un NO de +1, O a un NO de -2, donc S a un NO de +6.
  4. MnO4- : O a un NO de -2, donc Mn a un NO de +7.
  5. Cr2O72- : O a un NO de -2, donc Cr a un NO de +6.

Exercice 2: Identification des réactions redox

Identifiez les réactions d'oxydoréduction suivantes et indiquez quelle espèce est oxydée et quelle espèce est réduite :

  1. 2Mg(s) + O2(g) → 2MgO(s)
  2. HCl(aq) + NaOH(aq) → NaCl(aq) + H2O(l)
  3. Fe2O3(s) + 3CO(g) → 2Fe(s) + 3CO2(g)

Correction :

  1. 2Mg(s) + O2(g) → 2MgO(s) : Réaction redox. Mg est oxydé (NO passe de 0 à +2) et O est réduit (NO passe de 0 à -2).
  2. HCl(aq) + NaOH(aq) → NaCl(aq) + H2O(l) : Non redox (réaction acide-base). Aucun nombre d'oxydation ne change.
  3. Fe2O3(s) + 3CO(g) → 2Fe(s) + 3CO2(g) : Réaction redox. Fe est réduit (NO passe de +3 à 0) et C est oxydé (NO passe de +2 à +4).

Exercice 3: Équilibrage redox (méthode simple)

Équilibrez la réaction redox suivante en utilisant la méthode des nombres d'oxydation (méthode simplifiée, ne nécessitant pas les demi-équations) :

MnO2(s) + HCl(aq) → MnCl2(aq) + H2O(l) + Cl2(g)

Correction :

  1. Déterminer les NO : Mn (+4 à +2), Cl (-1 à 0).
  2. Mn gagne 2 électrons, Cl perd 1. Puisqu'il y a Cl2, 2 Cl perdent donc 2 électrons.
  3. MnO2 + 4 HCl → MnCl2 + 2 H2O + Cl2

Ce qu'il faut retenir

  • La pratique est essentielle pour maîtriser les nombres d'oxydation.
  • Savoir identifier les réactions redox en analysant les changements de NO.
  • L'équilibrage des réactions redox peut se faire en utilisant les NO pour ajuster les coefficients stœchiométriques.

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FAQ

  • Pourquoi les réactions redox sont-elles importantes ?

    Les réactions redox sont fondamentales dans de nombreux processus chimiques, biologiques et industriels, tels que la corrosion, la respiration cellulaire, la photosynthèse et la production d'énergie.
  • Existe-t-il des méthodes plus avancées pour équilibrer les réactions redox ?

    Oui, la méthode des demi-réactions est une méthode plus systématique et rigoureuse pour équilibrer les réactions redox, en particulier les réactions complexes impliquant des milieux acides ou basiques. Elle sera traité dans un autre chapitre.