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Niveau maths spé
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Degré d'oxydation d'un éléments

Posté par
maru57
23-01-10 à 20:16

Bonsoir à tous !

Voila j'étudiais un sujet de concours aux grandes écoles et il se trouve que je bloque à une question de cours.
en fait on me demande les degrés d'oxydation de FeO Fe3O4 et Fe2O3 .

J'ai recherchais sur Internet et aucun réponse claire et précise sur comment les trouver ! Donc je fais appel à vous !

Pouvez me donner la réponse à cette question et surtout un moyen pour savoir comment déterminer les nombres d'oxydations d'un atome quelconque .

Merci d'avance !

Posté par
Barbidoux
re : Degré d'oxydation d'un éléments 23-01-10 à 21:17

Nombre d'oxydation
-----------------------------------
Une réaction chimique peut modifier l'environnement électronique des espèces.  Les atomes, en se liant pour donner une molécule ou un ion, mettent en commun des électrons.  Dans une liaison les électrons peuvent se trouver attirés également par les noyaux des deux atomes et dans ce cas la liaison est dite covalente.  Ils peuvent aussi être plus attirés par un des deux atomes, on dit alors de cet atome qu'il est plus électronégatif que l'autre.  Dans ce dernier cas la liaison est polarisée et la molécule ou l'ion formé présente une dissymétrie de charge \delta_{i}^{+} et \delta_{i}^{-} correspondant à un pôle positif et un pôle négatif.  Par rapport à l'atome neutre, un atome lié à d'autres peut présenter une dissymétrie de charge plus ou moins importante et sa dissymétrie globale est la somme de ses différentes dissymétries.  Cet écart à la symétrie de répartition des charges est appelé nombre d'oxydation (n.o.).  Il est défini comme la charge qui serait présente sur un atome si tous les électrons étaient attribués aux atomes les plus électronégatifs dans chaque liaison aboutissant à cet atome.  Il indique l'importance de la perte ou du gain électronique.  Entier positif ou négatif, le nombre d'oxydation est représenté par un
chiffre romain.  

Différentes conventions peuvent être utilisées pour calculer le nombre d'oxydation d'un élément dans une molécule ou un ion.  La plus généralement  -la somme algébrique des nombres d'oxydation des atomes d'une molécule est nulle,  
- la somme algébrique des nombres  d'oxydation des atomes d'un ion polyatomique est égale à la charge de l'ion,  
-le nombre d'oxydation d'un atome neutre isolé (Ni, Zn ou Cl, O, I par exemple  ou appartenant à un corps simple (\text{N}_{2}, \text{O}_{2}, ...)  est nul,
-le nombre d'oxydation global d'un ion est égal à la valeur algébrique de sa charge,
-dans une molécule ou un ion, le nombre d'oxydation de chaque atome est égal au nombre total des polarisations de liaison.

Dans le tableau de Mendéléev de la classification périodique des éléments, le ou les nombres d'oxydation les plus courants sont indiqués au dessus de chaque élément.
----------------------------------
Oxygène degré d'oxydation habituel -II  (éventuelement -I dans les peroxocomposés comme H2O2 par exemple)

FeO degré d'oxydation global=0, le degré d'oxydation de O vaut -2 donc le fer est au degré d'oxydation +2


Fe2O3 degré d'oxydation global=0, le degré d'oxydation de O vaut -2 donc le fer est au degré d'oxydation 2*x+3*(-2)=0 ==>le fer est au degré d'oxydation   x=-3

Fe3O4 degré d'oxydation global=0, le degré d'oxydation de O vaut -2 donc le fer est au degré d'oxydation 3*x+4*(-2)=0 ==>le fer est au degré d'oxydation   x=-8/3 (en fait le Fe3O4 est un mélange de FeO et de Fe2O3)

Posté par
maru57
re : Degré d'oxydation d'un éléments 23-01-10 à 21:43

c'est tout bon pour cela merci beaucoup sa me servira très certainement le jour J !

Euh juste encore une question j'ai par la suite un diagramme d'ellingham avec trois courbe et je dois identifié chacune à l'aide des réactions d'oxydo -réduction respective des trois composants donc je me demandais y-a-t-il un lien entre le nombre d'oxydation est leur place sur le diagramme ?

Posté par
Barbidoux
re : Degré d'oxydation d'un éléments 23-01-10 à 22:18

Désolé de ne pouvoir te renseigner mais je connais rien aux Diagramme d'Ellingham ...

Posté par
nabil007
réponse 27-01-10 à 21:09

Pour FeO:
n.O(Fe)+n.O(O)=0
Par convention le nombre d'oxydation de l'élement oxygéne est:-II
n.O(Fe)=+II, ce qui valable à la réalité,en fait le solide FeO est formé par des ions ions Fe2+ et O2-(électroneutralité).
Passons à Fe3O4(cas plus délicat!)
selon la régle:
3n.O(Fe)+4n.O(O)=0(on va trouver que le nombre d'oxydation est:8/3 ce qui est invalable)
Méthode analytique
On sait que Fe3O4 peut s'écrire sou la forme ionique suivante:
Fe3O4-->(2Fe3+,Fe2+,4O2-) donc on déduit que le nombre d'oxydation de l'élement fer dans l'oxyde magnétique est consécutivement:+II et+III
Finalement pour Fe2O3(rouille) qui se forme à partir de l'oxydation du fer par l'humidité:
4Fe+3O2-->2Fe2O3
2n.O(Fe)+3n.O(O)=0
On trouve aisément que,n.O(Fe)=+III.



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