Chimie : Comment analyser, transformer ou exploiter les matériaux dans le respect de l’environnement ? Prévoir une réaction d’oxydoréduction et protéger les métaux contre la corrosion.
Objectifs 
- Prévoir à partir d’une classification électrochimique qualitative, le sens d’évolution spontané d’une transformation d’oxydoréduction
- Identifier l’oxydant et le réducteur dans une transformation d’oxydoréduction d’équation de réaction donnée
- Classer expérimentalement des couples oxydant/réducteur.
- Écrire l’équation de réaction modélisant une transformation d’oxydoréduction à partir de deux demi équations de réaction.
Matériel 
- Solution de sulfate de cuivre à 0,1 mol / L
- Solution de sulfate de zinc à 0,1 mol / L
- Solution de sulfate de fer à 0,1 mol/L
- Métaux divers : aluminium, zinc, fer, étain…
Dans la suite du document, ce symbole signifie « Appeler le professeur ».
Pensez à préciser les unités des valeurs relevées ou calculées.
★ = 1 pt ☆ = 0,5 pt
Recherche documentaire
………. / 7 pts
1.) Compléter le texte ci-dessous en effectuant des recherches sur Internet :
Une réaction d’oxydoréduction consiste en un transfert d’électrons.
Lors d’une réaction d’…………………………, un élément chimique ………………………… des électrons. Lors d’une réaction de …………………………, un élément chimique ………………………… des électrons.
☆☆☆☆ C1 C2
2.) Exemple de réaction d’oxydoréduction :
Oxydation du Fer (métallique) :
Fe → Fe2+ + 2 e–
Réduction du cuivre :
Cu 2+ + 2 e– → Cu
Réaction d’oxydoréduction complète :
Fe + Cu 2+ → Fe2+ + Cu
L’élément réducteur perd des électrons et réduit l’oxydant (lui fait gagner des électrons).
L’élément oxydant gagne des électrons et oxyde le réducteur (lui fait perdre des électrons).
a.) Le sulfate de cuivre est :
◻ l’oxydant
◻ le réducteur
◻ oxydé
◻ réduit
b.) Le fer est :
◻ l’oxydant
◻ le réducteur
◻ oxydé
◻ réduit
☆☆☆☆ C1 C2
3.) Classification électrochimique des couples oxydant/réducteur :
Cette classification permet de prévoir une réaction spontanée d’oxydoréduction : l’oxydant le plus fort réagit avec le réducteur le plus fort. La réaction suit le sens du gamma 
L’or pur peut-il être oxydé ? Justifier.
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
☆☆ C2 C4
4.) Est-ce que les ions Pb2+ peuvent oxyder le fer ? Justifier.
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
☆☆ C2 C4
5.) Est-ce que les ions Ag+ peuvent oxyder le mercure ? Justifier.
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
☆☆ C2 C4
Protocole expérimental
………. / 13 pts
6.) Choisir une solution parmi celles proposées et noter ses caractéristiques ci-dessous :
| Nom de la solution | Formule de la solution | Concentration (en mol/L) |
| ……………………………………….. | ……………………………………….. | ……………………………………….. |
☆☆☆ C1 C5
7.) Choisir un métal parmi ceux proposés et noter ses caractéristiques ci-dessous :
| Nom du métal | Symbole du métal | Masse molaire (g/mol) |
| ……………………………………….. | ……………………………………….. | ……………………………………….. |
☆☆☆ C1 C5
8.) Pensez-vous qu’une réaction d’oxydoréduction aura lieu entre la solution et le métal choisi ? Justifier.
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
☆☆ C2
9.) Représenter par un schéma et décrire ci-dessous le protocole expérimental permettant d’étudier la réaction entre le métal et la solution sélectionnés :
| Schéma légendé | Protocole |
| Démarche : Équipements de protection : |
☆☆ C1 ☆☆ C2 ☆☆ C5
Appeler le professeur et présenter oralement votre protocole expérimental.
☆☆ C5
10.) Après validation par le professeur, réaliser le protocole et noter ci-dessous vos observations :
| Schéma | Observations |
☆☆ C3 ☆☆ C5
11.) L’hypothèse formulée à la question 8 est-elle validée par vos observations ? Justifier.
……………………………………………………………………………………………………………………..……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..……………………………………………………………………………………………………………………..
☆☆ C4 ☆☆ C5
12.) Confirmer ou infirmer votre réponse à la question précédente à partir d’une recherche sur internet. Préciser la source de l’information recueillie (adresse web, nom du site internet).
……………………………………………………………………………………………………………………..……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..……………………………………………………………………………………………………………………..
☆ C1 ☆ C4
Annexe 1 : Matériel de verrerie
Annexe 2 : Tableau périodique des éléments
Compétences, capacités et connaissances issues du référentiel BAC PRO Terminales – Physique Chimie Education Nationale
Capacités
Classer expérimentalement des couples oxydant/réducteur.
Écrire l’équation de réaction modélisant une transformation d’oxydoréduction à partir de deux demi-équations de réaction.
Identifier l’oxydant et le réducteur dans une transformation d’oxydoréduction d’équation de réaction donnée.
Prévoir à partir d’une classification électrochimique qualitative, le sens d’évolution spontané d’une transformation d’oxydoréduction.
Connaissances
Savoir qu’une réduction est un gain d’électrons et qu’une oxydation est une perte d’électrons.
Savoir qu’une transformation d’oxydoréduction est une réaction dans laquelle intervient un transfert d’électrons.
Savoir qu’il est possible d’établir une classification électrochimique des couples oxydant/réducteur et connaître son intérêt (prévision de réaction redox entre un oxydant et un réducteur donné, écriture de l’équation de réaction modélisant la transformation d’oxydoréduction).
Savoir qu’une réaction d’oxydoréduction spontanée se produit entre l’oxydant le plus fort et le réducteur le plus fort.
Compétence – C1
S’approprier
Rechercher, extraire et organiser l’information.
Traduire des informations, des codages.
Compétence – C2
Analyser
Raisonner
Émettre des conjectures, formuler des hypothèses.
Proposer une méthode de résolution.
Choisir un modèle ou des lois pertinentes.
Élaborer un algorithme.
Choisir, élaborer un protocole.
Évaluer des ordres de grandeur.
Compétence – C3
Réaliser
Mettre en œuvre les étapes d’une démarche.
Utiliser un modèle.
Représenter (tableau, graphique…), changer de registre.
Calculer (calcul littéral, calcul algébrique, calcul numérique exact ou approché, instrumenté ou à la main).
Mettre en œuvre un algorithme.
Expérimenter – en particulier à l’aide d’outils numériques (logiciels ou dispositifs d’acquisition de données…).
Faire une simulation.
Effectuer des procédures courantes (représentations, collectes de données, utilisation du matériel…).
Mettre en œuvre un protocole expérimental en respectant les règles de sécurité à partir d’un schéma ou d’un descriptif.
Organiser son poste de travail.
Compétence – C4
Valider
Exploiter et interpréter les résultats obtenus ou les observations effectuées afin de répondre à une problématique.
Valider ou invalider un modèle, une hypothèse en argumentant.
Contrôler la vraisemblance d’une conjecture.
Critiquer un résultat (signe, ordre de grandeur, identification des sources d’erreur), argumenter.
Conduire un raisonnement logique et suivre des règles établies pour parvenir à une conclusion (démontrer, prouver).
Compétence – C5
Communiquer
À l’écrit comme à l’oral :
rendre compte d’un résultat en utilisant un vocabulaire adapté et choisir des modes de représentation appropriés ;
expliquer une démarche.