Les réactions d’oxydation-réduction, ou redox, modifient l’état d’oxydation des atomes par le transfert d’électrons d’un atome, l’agent réducteur, vers un autre atome qui reçoit l’électron, l’agent oxydant. Ici, l’atome qui donne des électrons est oxydé — il perd des électrons — et l’atome qui accepte les électrons est réduit — il a une charge moins positive parce qu’il gagne des électrons. Le mouvement de l’énergie dans les réactions redox dépend du potentiel des atomes pour attirer les électrons liants — leur électronégativité. Si l’agent oxydant est plus électronégatif que l’agent réducteur, alors l’énergie est libérée. Toutefois, si l’agent oxydant est moins électronégatif que l’agent réducteur, l’apport d’énergie est nécessaire.

Les agents réducteurs s’oxydent

L’oxydation est-elle une perte ou un gain d’électrons ? La terminologie peut être déroutante. On utilise généralement l’acronyme OEP REG pour s’en souvenir. Il signifie que l’oxydation est une perte ; la réduction est un gain. Donc, si un atome est oxydé, alors il perd des électrons. En tant qu’agent réducteur, l’atome oxydé transfère des électrons vers un autre atome, ce qui le réduit. Avec OEP REG à l’esprit, on peut répondre à la plupart des questions sur les membres d’une réaction redox.

L’électronégativité et l’énergie

Les réactions redox produisent ou nécessitent de l’énergie. Si un atome cède un électron à un atome plus électronégatif, alors c’est une réaction énergétiquement favorable, et l’énergie est libérée. C’est en effet très logique — semblable à un homme fort gagnant un bras de fer avec un homme plus faible — parce qu’un atome plus électronégatif a une plus grande capacité à tirer des électrons vers lui. Un exemple biologique de ce type de réaction est la respiration cellulaire, dans laquelle l’énergie est libérée et utilisée pour créer l’ATP, une forme d’énergie que les cellules peuvent facilement utiliser.

D’autres réactions redox ont besoin d’énergie, plutôt que d’en libérer. Si un électron passe d’un atome plus électronégatif à un atome moins électronégatif, de l’énergie doit être utilisée. C’est comme un homme plus faible qui gagne le bras de fer avec un homme plus fort, il faut de l’énergie d’une source extérieure. Un exemple biologique est la photosynthèse, dans laquelle les électrons sont transférés de l’eau au dioxyde de carbone à l’aide de l’énergie sous forme de lumière.

Transfert incomplet d’électrons

Une réaction redox peut se produire non seulement lorsqu’un électron est transféré, mais aussi lorsqu’il y a une modification au partage d’un électron dans une liaison covalente ! Par exemple, lorsque le méthane et l’oxygène réagissent, ils produisent du dioxyde de carbone et de l’eau. Dans ce cas, le carbone dans le méthane est oxydé. C’est parce que les électrons dans le méthane sont partagés de façon uniforme entre le carbone et l’hydrogène, alors que le carbone dans le dioxyde de carbone est partiellement positif puisque l’oxygène attire plus les électrons que ne le fait le carbone.