Lors d’une transformation chimique, des espèces chimiques sont consommées (les réactifs) et des espèces chimiques sont formées (les produits). Une équation de réaction chimique traduit cette transformation chimique.

$\rm Réactifs  \rightarrow Produits$

Cette équation de réaction chimique est écrite en utilisant les formules chimiques des espèces et en respectant la conservation des atomes et de la charge électrique.

Une réaction d’oxydo-réduction est une transformation chimique qui met en jeu des transferts d’électrons entre un oxydant et un réducteur. Un oxydant, noté $\mathrm Ox$, est une entité capable de capter un ou plusieurs électrons $\rm e^-$. Un réducteur, noté Red, est une entité capable de céder un ou plusieurs électrons $\rm e^-$. Un oxydant et un réducteur sont dits conjugués et forment un couple $\rm Oxydant/ Réducteur$ et sont reliés par une demi-équation électronique : $\mathrm Ox + \rm n e^- \Leftrightarrow Red$ avec $\rm n$ nombre d’électrons échangés.

Le passage de l’oxydant à son réducteur conjugué est une réduction : $\mathrm Ox + \rm n e^- \rightarrow Red$.

Le passage du réducteur à son oxydant  conjugué est une oxydation :  $\mathrm{Red} \rightarrow \mathrm Ox + \rm n e^-$.

Pour équilibrer une demi-équation électronique, il faut suivre plusieurs étapes :

  • Ecrire les espèces conjuguées de part et d’autre de la double flèche et s’assurer de la conservation des éléments autres que $\rm H$ et $\rm O$.
  • Assurer la conservation de l’élément $\rm O$ en ajoutant des molécules d’eau $\rm H_2O$.
  • Assurer la conservation de l’élément $\rm H$ en ajoutant des ions hydrogène $\rm H^+$.
  • Assurer la conservation de la charge électrique en ajoutant des électrons $\rm e^-$.

Une réaction d’oxydo-réduction est une réaction dont les réactifs sont un oxydant et un réducteur de deux couples oxydant/ réducteur différents. 

Méthode pour écrire une équation d’oxydo-réduction : 

  • Déterminer les 2 couples oxydant/ réducteur mis en jeu
  • Ecrire les demi-équations électroniques dans le sens de la réaction
  • Appliquer un coefficient multiplicateur pour obtenir le même nombre d’électrons 
    dans les deux  demi-équations électroniques
  • Additionner les deux demi-équations électroniques.

Règle du gamma :

Une réaction d'oxydoréduction met en jeu $2$ couple rédox.

$\mathrm Ox_1 + \rm n_1e^- \rightleftharpoons red_1$
$\mathrm Ox_2 + \rm n_2e^- \rightleftharpoons red_2$

La classification des couples rédox par leur potentiel permet de prévoir quelle réaction est possible. Elle ne peut se produire uniquement entre l'oxydant le plus fort d'un couple avec le réducteur le plus fort de l'autre couple.

C'est la règle dite du « gamma » illustré par le schéma ci-dessous :

$\rm Cu^{2+} + 2e^- \rightleftharpoons Cu$ avec $\rm E° = 0,342~V$
$\rm Zn^{2+} + 2e^- \rightleftharpoons Zn$ avec $\rm E° = -0,762~V$

Equation bilan de la réaction :

$\rm Cu^{2+} + 2e^- \rightleftharpoons Cu$
$\rm Zn \rightleftharpoons Zn^{2+} + 2e^-$
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$\rm Cu^{2+} + Zn \longrightarrow Cu + Zn^{2+}$