1. Énonçons le problème : il s'agit d'utiliser la méthode pour équilibrer une équation redox et déterminer la stœchiométrie.
2. La méthode la plus courante est la méthode par demi-équations : on sépare l'équation en deux demi-équations, une d'oxydation et une de réduction.
3. Pour chaque demi-équation, on équilibre d'abord les atomes autres que H et O, puis on équilibre l'oxygène avec H2O, l'hydrogène avec H+, et enfin les charges avec des électrons e-.
4. On égalise ensuite le nombre d'électrons échangés dans les deux demi-équations en multipliant chaque demi-équation par un facteur approprié.
5. On additionne les demi-équations en simplifiant les électrons et autres espèces identiques de part et d'autre.
6. Le résultat est l'équation redox équilibrée, qui donne la stœchiométrie des réactifs et produits.
7. Exemple : équilibrons la réaction entre le permanganate de potassium (MnO4-) et le fer (Fe2+) en milieu acide.
Demi-équation réduction :
$$\mathrm{MnO_4^- + 8H^+ + 5e^- \rightarrow Mn^{2+} + 4H_2O}$$
Demi-équation oxydation :
$$\mathrm{Fe^{2+} \rightarrow Fe^{3+} + e^-}$$
8. Égalisons les électrons : la réduction implique 5 électrons, l'oxydation 1 électron, donc multiplions l'oxydation par 5 :
$$\mathrm{5Fe^{2+} \rightarrow 5Fe^{3+} + 5e^-}$$
9. Additionnons les demi-équations :
$$\mathrm{MnO_4^- + 8H^+ + 5Fe^{2+} \rightarrow Mn^{2+} + 4H_2O + 5Fe^{3+}}$$
10. Cette équation est équilibrée en atomes et charges, elle donne la stœchiométrie des réactifs et produits.
C'est ainsi que la méthode des demi-équations permet d'équilibrer les réactions redox et d'en déduire la stœchiométrie.
Equation Redox 117065
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