Flashcards : Réactions d’oxydoréduction et piles — 67 cartes

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1Question

Qu'est-ce qu'un oxydant en chimie?

Réponse

Une espèce capable de capter des électrons et subissant une réduction.

2Question

Qu'est-ce qu'un réducteur en chimie?

Réponse

Une espèce capable de céder des électrons et subissant une oxydation.

3Question

Comment s'écrit un couple oxydant-réducteur?

Réponse

Il s'écrit Ox/Red.

4Question

Que représente un couple oxydant-réducteur?

Réponse

Il associe un oxydant à son réducteur conjugué.

5Question

Quelle différence principale existe entre réactions acide-base et oxydoréduction?

Réponse

Les acide-base transfèrent un proton, l'oxydoréduction transfère des électrons.

6Question

Qu'est-ce que le nombre d'oxydation ?

Réponse

C'est une charge fictive notée en chiffres romains caractérisant l'état d'oxydation.

7Question

Quel est le nombre d'oxydation dans un ion monoatomique ?

Réponse

Il est égal à la charge de l'ion.

8Question

Que vaut la somme des nombres d'oxydation dans un édifice polyatomique ?

Réponse

Elle est égale à la charge globale de l'édifice.

9Question

Quel est le nombre d'oxydation habituel de l'hydrogène dans la plupart des composés ?

Réponse

Il vaut +I.

10Question

Quel est le nombre d'oxydation habituel de l'oxygène dans la plupart des composés ?

Réponse

Il vaut −II.

11Question

Quelles exceptions existent pour les nombres d'oxydation de l'hydrogène et de l'oxygène ?

Réponse

Les hydrures métalliques, peroxydes et composés avec liaison O–F.

12Question

Que signifie une oxydation en termes de nombre d'oxydation et d'électrons ?

Réponse

Augmentation du nombre d'oxydation et perte d'électrons.

13Question

Que signifie une réduction en termes de nombre d'oxydation et d'électrons ?

Réponse

Diminution du nombre d'oxydation et gain d'électrons.

14Question

Comment équilibre-t-on les éléments autres qu'O et H en milieu acide ?

Réponse

On les ajuste en premier dans la demi-équation.

15Question

Comment équilibre-t-on l'oxygène dans une demi-équation en milieu acide ?

Réponse

On l'ajuste avec des molécules de H₂O.

16Question

Comment équilibre-t-on l'hydrogène dans une demi-équation en milieu acide ?

Réponse

On l'ajuste avec des ions H⁺.

17Question

Quelle est la première étape avec la méthode des nombres d’oxydation ?

Réponse

On ajuste les éléments autres qu'O et H.

18Question

Comment ajuste-t-on les électrons avec la méthode des nombres d’oxydation ?

Réponse

Selon la variation des nombres d’oxydation.

19Question

Comment équilibre-t-on les charges avec la méthode des nombres d’oxydation ?

Réponse

On les ajuste avec des ions H⁺.

20Question

Comment équilibre-t-on l’oxygène avec la méthode des nombres d’oxydation ?

Réponse

On l’ajuste avec des molécules de H₂O.

21Question

Quelle est la relation entre électrons échangés et variation du nombre d’oxydation ?

Réponse

Le nombre d’électrons échangés est égal à la valeur absolue de cette variation.

22Question

Qu'est-ce qu'une réaction d’oxydoréduction ?

Réponse

Un transfert d’électrons entre un réducteur et un oxydant sans électrons libres.

23Question

Quelle est la première étape pour équilibrer une équation redox ?

Réponse

Équilibrer les deux demi-équations séparément.

24Question

Que fait-on après avoir équilibré les demi-équations redox ?

Réponse

On égalise le nombre d’électrons échangés en multipliant les demi-équations.

25Question

Quelle est la dernière étape pour équilibrer une équation redox ?

Réponse

Additionner les demi-équations équilibrées.

26Question

Qu'est-ce qu'une dismutation ?

Réponse

Une réaction où un ampholyte redox s'oxyde et se réduit simultanément.

27Question

Que fait un ampholyte redox dans deux couples différents ?

Réponse

Il peut être donneur d’électrons dans un couple et accepteur dans un autre.

28Question

Qu'est-ce qu'une pile électrochimique ?

Réponse

Un dispositif convertissant l'énergie chimique d'une réaction redox spontanée en énergie électrique.

29Question

Qu'est-ce qu'une demi-pile ?

Réponse

Un système avec un couple oxydant-réducteur, une électrode et un électrolyte.

30Question

Que fait une jonction électrolytique dans une pile ?

Réponse

Elle assure la conduction ionique sans mélanger les demi-piles.

31Question

Quel rôle joue la jonction électrolytique dans la neutralité électrique ?

Réponse

Elle maintient la neutralité électrique des solutions.

32Question

Quelle réaction a lieu à l'électrode négative dans la pile Daniell ?

Réponse

Le zinc est oxydé.

33Question

Quelle réaction a lieu à l'électrode positive dans la pile Daniell ?

Réponse

Les ions cuivre(II) sont réduits.

34Question

Quel est le bilan global de la réaction dans la pile Daniell ?

Réponse

Zn(s) + Cu²⁺(aq) → Zn²⁺(aq) + Cu(s).

35Question

Quel est le siège de l'oxydation dans une pile ?

Réponse

L'anode est le siège de l'oxydation.

36Question

Quel pôle constitue l'anode dans une pile ?

Réponse

L'anode constitue le pôle négatif.

37Question

Quel est le siège de la réduction dans une pile ?

Réponse

La cathode est le siège de la réduction.

38Question

Quel pôle constitue la cathode dans une pile ?

Réponse

La cathode constitue le pôle positif.

39Question

Dans quel sens les électrons circulent-ils dans un circuit extérieur de pile ?

Réponse

Les électrons circulent de la borne négative vers la borne positive.

40Question

Dans quel sens circule le courant électrique conventionnel dans une pile ?

Réponse

Le courant conventionnel circule de la borne positive vers la borne négative.

41Question

Quelle est la formule de la tension à vide d'une pile idéale ?

Réponse

La tension à vide est e=E(cathode)E(anode)e=E(\mathrm{cathode})-E(\mathrm{anode}).

42Question

Qu'est-ce que la force électromotrice d'une pile ?

Réponse

C'est la tension à vide mesurée aux bornes en circuit ouvert avec courant nul.

43Question

Qu'est-ce que l'électrode standard à hydrogène ?

Réponse

C'est l'électrode de référence du couple H⁺(aq)/H₂(g) définie en conditions standard.

44Question

Qu'impose la définition du potentiel standard E°(Ox/Red) ?

Réponse

Il correspond à la force électromotrice d'une pile avec l'ESH à gauche et le couple étudié à droite en état standard.

45Question

Quelle est la formule de l'équation de Nernst à 25 °C en milieu acide ?

Réponse

EOx/Red=EOx/Red+0,06nlog(aOxaH3O+aRed)E_{\mathrm{Ox/Red}}=E^\circ_{\mathrm{Ox/Red}}+\frac{0,06}{n}\log\left(\frac{a_{\mathrm{Ox}}a_{\mathrm{H_3O^+}}}{a_{\mathrm{Red}}}\right)

46Question

Quelle est la tension théorique d'une pile Daniell à 25 °C avec concentrations standard ?

Réponse

Elle vaut 1,10 V, différence des potentiels standards Cu²⁺/Cu et Zn²⁺/Zn.

47Question

Qu'est-ce que la potentiométrie mesure ?

Réponse

La différence de potentiel entre une électrode de travail et une électrode de référence.

48Question

Quelles électrodes de référence pratiques sont couramment utilisées ?

Réponse

L’électrode au calomel saturée et l’électrode au chlorure d’argent saturée en KCl.

49Question

Comment choisit-on une électrode indicatrice ?

Réponse

En fonction de l’espèce chimique dont on veut mesurer ou suivre le potentiel.

50Question

Quelle est la réaction du dosage potentiométrique des ions fer(II) par les ions permanganate en milieu acide ?

Réponse

MnO₄⁻ + 5 Fe²⁺ + 8 H⁺ → Mn²⁺ + 5 Fe³⁺ + 4 H₂O.

51Question

Quelle est la constante d’équilibre de la réaction entre MnO₄⁻ et Fe²⁺ à 25 °C ?

Réponse

Elle vaut 4,6 × 10⁶¹.

52Question

Qu'indique un diagramme de prédominance selon le potentiel ?

Réponse

La forme oxydoréductrice majoritaire d’un couple.

53Question

Que prédomine si le potentiel est inférieur au potentiel frontière pour un couple Ox/Red ?

Réponse

Le réducteur prédomine.

54Question

Que prédomine si le potentiel est supérieur au potentiel frontière pour un couple Ox/Red ?

Réponse

L’oxydant prédomine.

55Question

Que se passe-t-il si deux espèces oxydante et réductrice n’ont pas de domaine de stabilité commun ?

Réponse

Elles réagissent selon une réaction thermodynamiquement favorisée.

56Question

Quel métal est un meilleur réducteur entre zinc et cuivre ?

Réponse

Le zinc est un meilleur réducteur que le cuivre.

57Question

Quels ions sont de meilleurs oxydants entre ions cuivre(II) et ions zinc(II) ?

Réponse

Les ions cuivre(II) sont de meilleurs oxydants que les ions zinc(II).

58Question

Quelle réaction est favorisée entre Zn(s) et Cu²⁺(aq) ?

Réponse

La réaction entre Zn(s) et Cu²⁺(aq) est favorable.

59Question

Quelle est la formule de la constante d’équilibre KK^\circ pour une réaction redox échangeant n électrons à 25 °C ?

Réponse

K=10n(E2E1)0,06K^\circ=10^{\frac{n(E_2^\circ-E_1^\circ)}{0,06}}

60Question

Quelle est la formule de l'enthalpie libre standard redox pour aOx+nebReda\,\mathrm{Ox}+n e^-\rightleftharpoons b\,\mathrm{Red} ?

Réponse

ΔrGOx/Red=nFEOx/Red\Delta_rG^\circ_{\mathrm{Ox/Red}}=-nFE^\circ_{\mathrm{Ox/Red}}.

61Question

Quelle valeur et signification a la constante de Faraday F ?

Réponse

F = 96500 C·mol⁻¹ représente la charge électrique d’une mole d’électrons.

62Question

Comment relie-t-on l’enthalpie libre standard et la constante d’équilibre pour une réaction redox ?

Réponse

ΔrG=RTlnK\Delta_rG^\circ=-RT\ln K^\circ relie enthalpie libre standard et constante d’équilibre.

63Question

Que permet la loi de Hess en thermodynamique électrochimique ?

Réponse

Elle permet de combiner réactions redox et enthalpies libres pour relier potentiels et constantes d’équilibre.

64Question

Quelle est la valeur du potentiel standard du couple Cu²⁺/Cu obtenu par combinaison ?

Réponse

E(Cu2+/Cu)=0,34VE^\circ(\mathrm{Cu}^{2+}/\mathrm{Cu})=0,34\,\mathrm{V}.

65Question

Quels potentiels standards combinés donnent E(Cu2+/Cu)=0,34VE^\circ(\mathrm{Cu}^{2+}/\mathrm{Cu})=0,34\,\mathrm{V} ?

Réponse

Cu²⁺/Cu⁺ à 0,16 V et Cu⁺/Cu à 0,52 V.

66Question

Quel effet a la stabilisation de l’oxydant par précipitation ou complexation sur son potentiel ?

Réponse

Elle abaisse son potentiel et son pouvoir oxydant.

67Question

Quel effet a la stabilisation du réducteur sur le potentiel du couple redox ?

Réponse

Elle augmente le potentiel du couple.

Teste-toi avec le QCM

Teste tes connaissances avec un QCM de 33 questions sur Réactions d’oxydoréduction et piles.

1. Quel effet produit la complexation de l’oxydant d’un couple redox sur son potentiel standard et son pouvoir oxydant ?

2. Que représente un diagramme de prédominance pour un couple oxydoréducteur ?

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