AGENT RÉDUCTEUR: QU'EST-CE QUE C'EST, LE PLUS FORT, DES EXEMPLES - CHIMIE - 2025

Un agent réducteur est une substance qui a pour fonction de réduire un agent oxydant dans une réaction de réduction d'oxyde. Les agents réducteurs sont des donneurs d'électrons par nature, généralement des substances qui sont à leurs niveaux d'oxydation les plus bas et avec une grande quantité d'électrons.

Il y a une réaction chimique dans laquelle les états d'oxydation des atomes varient. Ces réactions impliquent un processus de réduction et un processus d'oxydation complémentaire. Dans ces réactions, un ou plusieurs électrons d'une molécule, d'un atome ou d'un ion sont transférés vers une autre molécule, un atome ou un ion. Cela implique la production d'une réaction de réduction des oxydes.

Pendant le processus de réduction de l'oxyde, cet élément ou composé qui perd (ou donne) son électron (ou ses électrons) est appelé un agent réducteur, contrairement à cet agent oxydant qui est le récepteur d'électrons. On dit alors que les agents réducteurs réduisent l'agent oxydant et que l'agent oxydant oxyde l'agent réducteur.

Les agents réducteurs les meilleurs ou les plus puissants sont ceux qui ont le rayon atomique le plus élevé; c'est-à-dire qu'ils ont une plus grande distance entre leur noyau et les électrons qui l'entourent.

Les agents réducteurs sont généralement des métaux ou des ions négatifs. Les agents réducteurs courants comprennent l'acide ascorbique, le soufre, l'hydrogène, le fer, le lithium, le magnésium, le manganèse, le potassium, le sodium, la vitamine C, le zinc et même l'extrait de carotte.

Que sont les agents réducteurs?

Comme déjà mentionné, les agents réducteurs sont responsables de la réduction d'un agent oxydant lorsqu'une réaction de réduction d'oxyde se produit.

Une réaction simple et typique de la réaction de réduction des oxydes est celle de la respiration cellulaire aérobie:

C ₆ H ₁₂ O ₆ (s) + 6O ₂ (g) → 6CO ₂ (g) + 6H ₂ O (l)

Dans ce cas, où le glucose (C ₆ H ₁₂ O ₆) réagit avec l'oxygène (O ₂), le glucose se comporte comme l'agent réducteur pour donner des électrons à l'oxygène - c'est-à-dire qu'il est oxydé - et l'oxygène est devient un agent oxydant.

En chimie organique, les meilleurs agents réducteurs sont les réactifs qui fournissent de l'hydrogène (H ₂) à la réaction. Dans ce domaine de la chimie, la réaction de réduction fait référence à l'addition d'hydrogène à une molécule, bien que la définition ci-dessus (réactions d'oxyde-réduction) s'applique également.

Facteurs qui déterminent la force d'un agent réducteur

Pour qu'une substance soit considérée comme «forte», on s'attend à ce qu'il s'agisse de molécules, d'atomes ou d'ions qui se débarrassent plus ou moins facilement de leurs électrons.

Pour cela, une série de facteurs doivent être pris en compte pour reconnaître la force que peut avoir un agent réducteur: l'électronégativité, le rayon atomique, l'énergie d'ionisation et le potentiel de réduction.

Electronégativité

L'électronégativité est la propriété qui décrit la tendance d'un atome à attirer une paire d'électrons liés vers lui-même. Plus l'électronégativité est élevée, plus la force d'attraction que l'atome exerce sur les électrons qui l'entourent est grande.

Dans le tableau périodique, l'électronégativité augmente de gauche à droite, de sorte que les métaux alcalins sont les éléments les moins électronégatifs.

Radio atomique

C'est la propriété qui mesure le nombre d'atomes. Il fait référence à la distance typique ou moyenne du centre d'un noyau atomique à la limite du nuage d'électrons environnant.

Cette propriété n'est pas précise - et en plus, plusieurs forces électromagnétiques sont impliquées dans sa définition - mais on sait que cette valeur décroît de gauche à droite dans le tableau périodique, et augmente de haut en bas. C'est pourquoi les métaux alcalins, en particulier le césium, sont considérés comme ayant un rayon atomique plus élevé.

Énergie d'ionisation

Cette propriété est définie comme l'énergie nécessaire pour éliminer l'électron le moins lié d'un atome (l'électron de valence) pour former un cation.

On dit que plus les électrons sont proches du noyau de l'atome qu'ils entourent, plus l'énergie d'ionisation de l'atome est élevée.

L'énergie d'ionisation augmente de gauche à droite et de bas en haut dans le tableau périodique. Encore une fois, les métaux (en particulier les métaux alcalins) ont une énergie d'ionisation inférieure.

Potentiel de réduction

C'est la mesure de la tendance d'une espèce chimique à obtenir des électrons et, par conséquent, à être réduite. Chaque espèce a un potentiel de réduction intrinsèque: plus le potentiel est élevé, plus son affinité pour les électrons est grande et aussi sa capacité à être réduite.

Les agents réducteurs sont les substances dont le potentiel de réduction est le plus faible, en raison de leur faible affinité avec les électrons.

Agents réducteurs plus forts

Avec les facteurs décrits ci-dessus, on peut conclure que pour trouver un agent réducteur "fort", un atome ou une molécule avec une faible électronégativité, un rayon atomique élevé et une faible énergie d'ionisation est souhaité.

Comme déjà mentionné, les métaux alcalins ont ces caractéristiques et sont considérés comme les agents réducteurs les plus puissants.

D'autre part, le lithium (Li) est considéré comme l'agent réducteur le plus puissant car il a le moindre potentiel de réduction, tandis que la molécule LiAlH ₄ est considérée comme l'agent réducteur le plus puissant de tous, car elle contient cette caractéristique et les autres caractéristiques souhaitées.

Exemples de réactions avec des agents réducteurs

Il existe de nombreux cas de réduction de la rouille dans la vie quotidienne. Certains des plus représentatifs sont détaillés ci-dessous:

Exemple 1

La réaction de combustion de l'octane (le principal composant de l'essence):

2C ₈ H ₁₈ (l) + 25O ₂ → 16CO ₂ (g) + 18H ₂ O (g)

On peut voir comment l'octane (agent réducteur) donne des électrons à l'oxygène (agent oxydant), formant du dioxyde de carbone et de l'eau en grande quantité.

Exemple 2

L'hydrolyse du glucose est un autre exemple utile d'une réduction courante:

C ₆ H ₁₂ O ₆ + 2ADP + 2P + 2NAD ⁺ → 2CH ₃ COCO ₂ H + 2ATP + 2NADH

Dans cette réaction, les molécules de NAD (un récepteur d'électrons et un agent oxydant dans cette réaction) prennent des électrons du glucose (agent réducteur).

Exemple 3

Enfin, dans la réaction d'oxyde ferrique

Fe ₂ O ₃ (s) + 2Al (s) → Al ₂ O ₃ (s) + 2Fe (l)

L'agent réducteur est l'aluminium, tandis que l'agent oxydant est le fer.

Références

1. Wikipédia. (sf). Wikipédia. Récupéré de en.wikipedia.org
2. BBC. (sf). BBC.co.uk. Récupéré de bbc.co.uk
3. Pearson, D. (nd). Chimie LibreTexts. Récupéré de chem.libretexts.org
4. Recherche, B. (sf). Web de recherche Bodner. Récupéré de chemed.chem.purdue.edu
5. Peter Atkins, LJ (2012). Principes chimiques: la quête d'informations.