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Équilibrez les équations redox suivantes en milieu acide ou basique : a) MnO4- + Fe2+ -> Mn2+ + Fe3+

Chemistry

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10 steps

Voici les équations redox équilibrées :

Part a· 5 steps

MnO4−+Fe2+→Mn2++Fe3+\text{MnO}_{4}^{-} + \text{Fe}^{2+} \rightarrow \text{Mn}^{2+} + \text{Fe}^{3+}

Cette réaction est équilibrée en milieu acide.

  1. Séparer en demi-réactions.

    Oxydation : Fe2+→Fe3+\text{Fe}^{2+} \rightarrow \text{Fe}^{3+}
    Réduction : MnO4−→Mn2+\text{MnO}_{4}^{-} \rightarrow \text{Mn}^{2+}

  2. Équilibrer la demi-réaction d'oxydation.

    Fe2+→Fe3++e−\text{Fe}^{2+} \rightarrow \text{Fe}^{3+} + \text{e}^{-}
    (Les atomes sont équilibrés, la charge est équilibrée en ajoutant un électron.)

  3. Équilibrer la demi-réaction de réduction.

    MnO4−→Mn2+\text{MnO}_{4}^{-} \rightarrow \text{Mn}^{2+}
    Équilibrer les atomes d'oxygène en ajoutant des molécules d'eau :
    MnO4−→Mn2++4H2O\text{MnO}_{4}^{-} \rightarrow \text{Mn}^{2+} + 4\text{H}_{2}\text{O}
    Équilibrer les atomes d'hydrogène en ajoutant des ions H+\text{H}^{+} :
    MnO4−+8H+→Mn2++4H2O\text{MnO}_{4}^{-} + 8\text{H}^{+} \rightarrow \text{Mn}^{2+} + 4\text{H}_{2}\text{O}
    Équilibrer la charge en ajoutant des électrons :
    Charge à gauche : −1+8(+1)=+7-1 + 8(+1) = +7
    Charge à droite : +2+2
    Ajouter 5 électrons à gauche :
    MnO4−+8H++5e−→Mn2++4H2O\text{MnO}_{4}^{-} + 8\text{H}^{+} + 5\text{e}^{-} \rightarrow \text{Mn}^{2+} + 4\text{H}_{2}\text{O}

  4. Égaliser le nombre d'électrons dans les deux demi-réactions.

    Multiplier la demi-réaction d'oxydation par 5 :
    5Fe2+→5Fe3++5e−5\text{Fe}^{2+} \rightarrow 5\text{Fe}^{3+} + 5\text{e}^{-}
    La demi-réaction de réduction reste inchangée :
    MnO4−+8H++5e−→Mn2++4H2O\text{MnO}_{4}^{-} + 8\text{H}^{+} + 5\text{e}^{-} \rightarrow \text{Mn}^{2+} + 4\text{H}_{2}\text{O}

  5. Additionner les demi-réactions et annuler les électrons.

    MnO4−(aq)+5Fe2+(aq)+8H+(aq)→Mn2+(aq)+5Fe3+(aq)+4H2O(l)\boxed{\text{MnO}_{4}^{-} (\text{aq}) + 5\text{Fe}^{2+} (\text{aq}) + 8\text{H}^{+} (\text{aq}) \rightarrow \text{Mn}^{2+} (\text{aq}) + 5\text{Fe}^{3+} (\text{aq}) + 4\text{H}_{2}\text{O} (\text{l})}

Part b· 5 steps

C2O42−+MnO4−→CO2+Mn2+\text{C}_{2}\text{O}_{4}^{2-} + \text{MnO}_{4}^{-} \rightarrow \text{CO}_{2} + \text{Mn}^{2+}

Cette réaction est équilibrée en milieu acide.

  1. Séparer en demi-réactions.

    Oxydation : C2O42−→CO2\text{C}_{2}\text{O}_{4}^{2-} \rightarrow \text{CO}_{2}
    Réduction : MnO4−→Mn2+\text{MnO}_{4}^{-} \rightarrow \text{Mn}^{2+}

  2. Équilibrer la demi-réaction d'oxydation.

    C2O42−→CO2\text{C}_{2}\text{O}_{4}^{2-} \rightarrow \text{CO}_{2}
    Équilibrer les atomes de carbone :
    C2O42−→2CO2\text{C}_{2}\text{O}_{4}^{2-} \rightarrow 2\text{CO}_{2}
    Les atomes d'oxygène sont déjà équilibrés.
    Équilibrer la charge en ajoutant des électrons :
    Charge à gauche : −2-2
    Charge à droite : 0
    Ajouter 2 électrons à droite :
    C2O42−→2CO2+2e−\text{C}_{2}\text{O}_{4}^{2-} \rightarrow 2\text{CO}_{2} + 2\text{e}^{-}

  3. Équilibrer la demi-réaction de réduction.

    (C'est la même que dans la partie a))
    MnO4−+8H++5e−→Mn2++4H2O\text{MnO}_{4}^{-} + 8\text{H}^{+} + 5\text{e}^{-} \rightarrow \text{Mn}^{2+} + 4\text{H}_{2}\text{O}

  4. Égaliser le nombre d'électrons dans les deux demi-réactions.

    Multiplier la demi-réaction d'oxydation par 5 :
    5C2O42−→10CO2+10e−5\text{C}_{2}\text{O}_{4}^{2-} \rightarrow 10\text{CO}_{2} + 10\text{e}^{-}
    Multiplier la demi-réaction de réduction par 2 :
    2MnO4−+16H++10e−→2Mn2++8H2O2\text{MnO}_{4}^{-} + 16\text{H}^{+} + 10\text{e}^{-} \rightarrow 2\text{Mn}^{2+} + 8\text{H}_{2}\text{O}

  5. Additionner les demi-réactions et annuler les électrons.

    5C2O42−(aq)+2MnO4−(aq)+16H+(aq)→10CO2(g)+2Mn2+(aq)+8H2O(l)\boxed{5\text{C}_{2}\text{O}_{4}^{2-} (\text{aq}) + 2\text{MnO}_{4}^{-} (\text{aq}) + 16\text{H}^{+} (\text{aq}) \rightarrow 10\text{CO}_{2} (\text{g}) + 2\text{Mn}^{2+} (\text{aq}) + 8\text{H}_{2}\text{O} (\text{l})}
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