Antiseptiques et oxydoréduction
Antiseptiques et désinfectants, oxydants et réducteurs, couples et demi-équations, réactions d'oxydoréduction (diiode, eau oxygénée, eau de Javel), dangers et pictogrammes.
1. Antiseptiques et désinfectants
Définition
Un antiseptique détruit ou limite les micro-organismes sur les tissus vivants (peau, plaies) : solution iodée (Bétadine), eau oxygénée, Dakin, chlorhexidine. Un désinfectant agit sur des surfaces inertes (sols, instruments) : eau de Javel. Beaucoup agissent par oxydation des constituants des micro-organismes.
2. Oxydants et réducteurs
Définition
- Un oxydant est une espèce capable de capter un ou plusieurs électrons.
- Un réducteur est une espèce capable de céder un ou plusieurs électrons.
- Un oxydant et un réducteur liés forment un couple Ox/Red, décrit par une demi-équation : $\text{Ox} + n\,e^- = \text{Red}$.
Exemple · Couples usuels
| Couple | Demi-équation | Usage |
|---|---|---|
| $\text{I}_2/\text{I}^-$ | $\text{I}_2 + 2e^- = 2\,\text{I}^-$ | antiseptique iodé |
| $\text{H}_2\text{O}_2/\text{H}_2\text{O}$ | $\text{H}_2\text{O}_2 + 2\text{H}^+ + 2e^- = 2\,\text{H}_2\text{O}$ | eau oxygénée |
| $\text{ClO}^-/\text{Cl}^-$ | $\text{ClO}^- + 2\text{H}^+ + 2e^- = \text{Cl}^- + \text{H}_2\text{O}$ | Dakin, Javel |
| $\text{Fe}^{3+}/\text{Fe}^{2+}$ | $\text{Fe}^{3+} + e^- = \text{Fe}^{2+}$ | hémoglobine (oxydée) |
3. Réaction d'oxydoréduction
Propriété
Une réaction d'oxydoréduction est un transfert d'électrons entre le réducteur d'un couple et l'oxydant d'un autre. On combine les deux demi-équations de façon que les électrons cédés soient tous captés.
Expérience · La vitamine C décolore la Bétadine
4. Dangers et sécurité
Attention · Ne jamais mélanger
Mélangée à un produit acide (détartrant, vinaigre), l'eau de Javel libère du dichlore $\text{Cl}_2$, gaz très toxique : $\text{ClO}^- + \text{Cl}^- + 2\,\text{H}^+ \rightarrow \text{Cl}_2 + \text{H}_2\text{O}$.
Propriété · Pictogrammes
Les étiquettes portent des pictogrammes de danger (losanges à bord rouge) : corrosif, toxique, nocif ou irritant, comburant (flamme au-dessus d'un cercle), inflammable, dangereux pour l'environnement. La fiche de données de sécurité détaille les risques et les protections.
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Antiseptique ou désinfectant ?
★☆☆Classer : Bétadine sur une plaie, eau de Javel sur un sol, eau oxygénée sur une écorchure, produit pour stériliser des instruments.
Oxydant et réducteur
★☆☆Définir un oxydant et un réducteur.
Repérer l'oxydant
★☆☆Dans les couples $\text{I}_2/\text{I}^-$, $\text{Cu}^{2+}/\text{Cu}$ et $\text{Fe}^{3+}/\text{Fe}^{2+}$, quelle est la forme oxydante ?
Demi-équation du diiode
★☆☆Écrire la demi-équation du couple $\text{I}_2/\text{I}^-$.
Demi-équation du fer
★☆☆Écrire les demi-équations des couples $\text{Fe}^{3+}/\text{Fe}^{2+}$ et $\text{Cu}^{2+}/\text{Cu}$.
Équation bilan
★★☆Une lame de fer plongée dans une solution de sulfate de cuivre se couvre de cuivre. Écrire l'équation de la réaction (couples $\text{Cu}^{2+}/\text{Cu}$ et $\text{Fe}^{2+}/\text{Fe}$).
La vitamine C, réducteur
★★☆Le couple de la vitamine C est $\text{C}_6\text{H}_6\text{O}_6/\text{C}_6\text{H}_8\text{O}_6$. Écrire sa demi-équation, puis retrouver l'équation de l'expérience du cours.
Exploiter l'expérience
★★☆Pourquoi la solution se décolore-t-elle ? Que se passerait-il si l'on ajoutait encore de la solution iodée après la décoloration complète, une fois toute la vitamine C consommée ?
Doser la vitamine C
★★★Il faut $10{,}0$ mL de solution de diiode à $1{,}00 \times 10^{-2}$ mol/L pour décolorer la vitamine C d'un jus. Quelle masse de vitamine C ($M = 176$ g/mol) le jus contient-il ?
Eau oxygénée
★★☆Dans le couple $\text{H}_2\text{O}_2/\text{H}_2\text{O}$, l'eau oxygénée joue-t-elle le rôle d'oxydant ou de réducteur ? Écrire la demi-équation.
Eau oxygénée à 10 volumes
★★☆« $10$ volumes » signifie qu'un litre d'eau oxygénée peut libérer $10$ L de dioxygène selon $2\,\text{H}_2\text{O}_2 \rightarrow 2\,\text{H}_2\text{O} + \text{O}_2$ (volume molaire $24$ L/mol). Calculer la concentration en $\text{H}_2\text{O}_2$.
La mousse de l'eau oxygénée
★☆☆Pourquoi l'eau oxygénée mousse-t-elle sur une plaie ?
Javel et détartrant
★★☆Pourquoi ne faut-il jamais mélanger eau de Javel et détartrant acide ? Écrire l'équation.
Lire des pictogrammes
★☆☆Que signifient les pictogrammes « flamme », « flamme au-dessus d'un cercle » et « tête de mort » ?
Fiche de données de sécurité
★☆☆Quelles informations trouve-t-on dans une fiche de données de sécurité ?
Rouille
★★☆Le fer rouille au contact du dioxygène humide. Le fer est-il oxydé ou réduit ? Ajuster $\text{Fe} + \text{O}_2 \rightarrow \text{Fe}_2\text{O}_3$.
Diluer l'eau de Javel
★★☆Un berlingot de $250$ mL de Javel concentrée est versé dans une bouteille complétée à $1{,}0$ L d'eau. Quel est le facteur de dilution ? Si le berlingot est à $9{,}6\,\%$ de chlore actif, quel pourcentage dans la bouteille ?
Permanganate de potassium
★★☆L'ion permanganate $\text{MnO}_4^-$ (violet) est réduit en ions $\text{Mn}^{2+}$ (incolores) : $\text{MnO}_4^- + 8\text{H}^+ + 5e^- = \text{Mn}^{2+} + 4\text{H}_2\text{O}$. Combien d'électrons capte-t-il ? Quel changement de couleur observe-t-on ?
Conserver un antiseptique
★☆☆Pourquoi conserve-t-on l'eau oxygénée et le Dakin à l'abri de la lumière et bien fermés ?
Vrai ou faux
★★☆a) Un réducteur capte des électrons. b) L'eau de Javel est un désinfectant. c) Dans une réaction d'oxydoréduction, l'oxydant est réduit.
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