TD SUR L’UTLISATION DES NOMBRES D’OXYDATION

1-EVALUATION DES RESSOURCES.

1-1-Définir suivant le nombre d’oxydation : oxydant, réducteur, oxydation, réduction et réaction d’oxydoréduction.

1-2-Définir : aluminothermie, dismutation, médiamutation, nombre d’oxydation.

1-           3-Completer les phrases suivantes :

1-3-1-Une espèce chimique subit une………..lorsque le nombre d’oxydation d’un de ses éléments augmente ; elle subit une………lorsque le nombre d’oxydation d’un de ses éléments diminue.

1-3-2-Un……..est une espèce chimique qui contient un élément dont le n..o. peut augmenter ;un ……..est une espèce chimique qui contient un élément dont le n..o. peut diminuer.

2-2-Obtention du chrome

Le chrome est préparé industriellement par aluminothermie à partir de l’oxyde de chrome(III) Cr₂O₃ et d’aluminium métallique. On obtient du chrome métallique et de l’alumine Al₂O₃. On mélange 5g d’oxyde de chrome et 8,5 g d’aluminium. Tache 1 : Justifier le nom donné à Cr₂O₃

Tache 2 : 2crire l’équation-bilan de la réaction et l’équilibrer en utilisant les n.o. Tache 3 : Déterminer la composition finale du système.

2-3-Métallurgie du fer

L’une des principales étapes de la métallurgie du fer est la réduction de l’oxyde de fer III Fe₂O₃ par le monoxyde de carbone,  avec production de 11,2 g de fer.

Tache 1 : Ecrire l’équation-bilan de la réaction

Tache 2 : Déterminer le volume, mesuré dans les conditions normales, de monoxyde de carbone nécessaire à la réaction.

Tache 3 : Dans ces conditions, donner la nature et calculer le volume de gaz produit. Tache 4 : Déterminer le rendement de la réaction

2-4-Métallurgie du titane.

Le titane est un métal très léger utilisé pour réaliser certaines alliages pour l’aéronautique, la formule 1 , la médecine…

-  Etape 1 : Le minerai est d’abord transformé en dioxyde de titaneTiO₂.

-  Etape 2 : Cet oxyde est ensuite traité, à 800°C , sous atmosphère inerte, par du dichlore en présence de carbone pour donner du tétrachlorure de titane TiCl₄ et du monoxyde de carbone CO.

-  Etape 3 : Le tétrachlorure de titane est ensuite réduit par du magnésium, sous vide et à 800°C. Les produits de la réaction sont le titane et le chlorure de magnésium MgCl₂.

La consommation annuelle européenne de titane pour la réalisation des prothèses médicales est de 200 t.

-  Tache 1 : Ecrire l’équation-bilan équilibrée de la réaction en utilisant le n.o.lors de la deuxième étape et montrer que c’est une réaction d’oxydoréduction.

-  Tache 2 : Ecrire l’équation-bilan équilibrée de la réaction en utilisant le n.o. lors de la deuxième étape et vérifier que le magnésium est bien le réducteur.

-  Tache 3 : Déterminer les quantités de réactifs nécessaires.

Masses molaires en g/mol : Cr :52 ; Al : 27 ; O : 16 ; Fe :55,8 ; Ti :47,9 ; Cl : 35,5.

2-5- Production         de diiode

Un élève de la cla         sse de  première C désire produire le diiode en vue de l’utiliser dans le dosage d’une solution aqudeuse           thio    sulfate de sodium. Il mélange, en milieu acide, une solution d’iodate

            de                        ) à

⁺ + I         solut   une solution d’iodure de potassium (K⁺ + I^-), il se forme un composé qui donne la potassium (K

couleur brune à la        ion. Il prélève 1 cm³de          l  a solution à laquelle il ajoute quelques gouttes d’empois d’amidon et obtient une couleur éble e ue fonc

Tache 1 : Donner deux éléments qui prou          vent q u e  la synthèse du diiode est réussie.

, I-

ment

Tache 2 : Calculer les n.o. de l’iode dans I          et I₂ .

Tache 3 : Sachant que l’iode est le seul élé         dont le n.o. varie au cours de cette réaction, écrire les formules des deux couples rédox mis en jeu , puis leurs demi-équations électroniques .

Tache 4 : Ecrire l’équation-bilan de la réaction et la nomment