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Considérez l’équation ionique suivante : Un Zn solide plus un Pb2+ aqueux réagissent pour former un Zn2+ aqueux plus un Pb solide. Laquelle des affirmations suivantes est exacte ? (A) Le zinc a été oxydé parce qu’il a gagné de l’oxygène. (B) Le plomb a été oxydé parce qu’il a gagné de l’oxygène. (C) Le zinc a été réduit parce qu'il a perdu deux électrons. (D) Le zinc a été oxydé parce qu'il a perdu deux électrons. (E) Le plomb a été oxydé parce qu’il a perdu deux électrons.
Tout d’abord, l’équation ionique fournie dans la question représente une réaction d'oxydoréduction, soit une réaction chimique qui implique un transfert d’électrons entre les espèces. Il se produit à la fois une oxydation et une réduction au cours d’une réaction d’oxydoréduction. Une espèce perd des électrons lorsqu'elle est oxydée. Une espèce gagne des électrons lorsqu'elle est réduite. Afin de déterminer si le plomb et le zinc ont été oxydés ou réduits, nous devons utiliser leurs nombres d’oxydation. Si une oxydation s’est produite, il y aura une augmentation du nombre d’oxydation. Au contraire, si une réduction s'est produite, il y aura une diminution du nombre d’oxydation.
L’un des réactifs est le zinc élémentaire. Tout atome à l’état élémentaire aura un nombre d’oxydation de zéro. Par conséquent, le nombre d’oxydation du plomb élémentaire du côté des produits est de zéro. Le nombre d’oxydation d’un ion est égal à sa charge. Cela signifie que les nombres d’oxydation des ions Pb2+ et Zn2+ seront de plus deux.
Maintenant que nous avons déterminé tous les nombres d’oxydation, examinons comment ils ont varié au cours de la réaction. En passant des réactifs aux produits, nous remarquons que le nombre d’oxydation du zinc est passé de zéro à plus deux. Cela signifie que le zinc a perdu deux électrons et a été oxydé. Nous remarquons également que le nombre d’oxydation du plomb est passé de plus deux à zéro. Cela signifie que l’ion Pb2+ a gagné deux électrons et a été réduit.
Examinons maintenant les choix de réponse (A) et (D). Nous savons que le zinc a été oxydé au cours de la réaction étant donné que son nombre d’oxydation a augmenté. Le zinc n’a cependant pas gagné d’oxygène lors de la réaction, car il a plutôt perdu deux électrons. En conclusion, l’affirmation exacte concernant l’équation ionique est le choix de réponse (D). Le zinc a été oxydé parce qu'il a perdu deux électrons.
