Couples oxydant/réducteur et demi-équations électroniques

Le couple oxydant/réducteur

Le cuivre métallique Cu et l'ion Cu2+ forment un couple noté Cu2+/Cu : ce sont les deux formes, oxydée et réduite, d'un même élément. On écrit toujours l'oxydant en premier.

Couple	Forme oxydée	Forme réduite
Cu2+/Cu	Cu2+	Cu
Fe3+/Fe2+	Fe3+	Fe2+
MnO4-/Mn2+	MnO4-	Mn2+

La demi-équation électronique

Chaque couple possède une demi-équation qui relie ses deux formes par un transfert d'électrons :

Cu2+ + 2 e- = Cu

Cette écriture doit toujours être vérifiée sur deux plans :

1. Les éléments : autant d'atomes de chaque sorte à gauche qu'à droite.
2. La charge électrique : la somme des charges à gauche doit être égale à celle de droite.

Vérifions : à gauche, (+2) + 2×(-1) = 0 ; à droite, Cu est neutre, donc 0 = 0. La demi-équation est équilibrée.

Un exemple plus complexe : le couple MnO4-/Mn2+

En milieu acide, l'ion permanganate MnO4- (violet) se transforme en ion manganèse Mn2+ (quasi incolore) :

MnO4- + 8 H+ + 5 e- = Mn2+ + 4 H2O

Vérification des éléments : 1 Mn = 1 Mn ; 4 O (dans MnO4-) = 4 O (dans 4 H2O) ; 8 H (dans 8 H+) = 8 H (dans 4 H2O). Vérification des charges : à gauche, (-1) + 8×(+1) + 5×(-1) = -1 + 8 - 5 = +2 ; à droite, +2. Les deux membres valent +2 : la demi-équation est bien équilibrée.

Méthode générale pour équilibrer une demi-équation

1. Équilibrer d'abord l'élément qui change de nombre d'oxydation.
2. Équilibrer l'oxygène avec des molécules d'eau H2O.
3. Équilibrer l'hydrogène avec des ions H+ (en milieu acide).
4. Équilibrer enfin les charges avec des électrons e-.

Vérifie toujours les deux équilibres à la fin, jamais un seul isolément.