Les applications de l'oxydoréduction

Le concept actuel de l'oxydoréduction ne fut seulement établi qu'au cours du vingtième siècle, après la découverte de l'électron par J. J. Thomson et après l'introduction du modèle atomique de Bohr. Maintenant plusieurs applications technologiques de l'industrie et certains phénomènes naturels se produisant dans l'environnement utilisent le principe de l'oxydoréduction.

Industrie    

Principe de fonctionnement des piles électriques.

Les piles électriques sont la plus importante application de l'oxydoréduction dans l'industrie. Prenons l'exemple de la pile zinc/cuivre. Les électrons produits par l'oxydation du zinc voyagent par le fil jusqu'à l'électrode positive, la plaque de cuivre qui est plongée dans une solution de CuSO4. La réduction se passe lorsque les les électrons sont capturés par les ions Cu2+. L'anode est l'électrode où se produit l'oxydation, le zinc, et la cathode est l'électrode où se produit la réduction, le cuivre. Les électrons sont capturés lors de leurs passage de l'anode à la cathode afin de servir de source d'électricité.

 

 Base du raffinement de certains métaux par électrochimie

Le principe de l'oxydoréduction est utilisée à la base du raffinement de certains métaux parce qu'il permet d'obtenir ces derniers à l'état pur. Par exemple, lorsque l'on plonge une tige de magnésium (Mg) dans une solution de fer (II), il y a formation de fer à l'état pur sur la tige de magnésium. Le magnésium cède ces électrons et le fer les reçoit, donc le Mg joue le rôle du réducteur et le Fe2+ joue le rôle d'oxydant. Plus la réaction avance plus les ions de Fe2+ dans la solution se font remplacer par les ions de Mg2+. Plusieurs métaux à l'état pur sont obtenus de cette manière dans l'industrie.

 

Environnement :   

Respiration cellulaire

Le phénomène de la respiration cellulaire repose également sur le principe de l'oxydoréduction. La détérioration des molécules organiques se produit grâce à un transfert d'électrons. Le glucose est oxydé, donc c'est lui qui joue le rôle du réducteur, et il y a réduction de l'oxygène, donc l'oxygène est l'oxydant. Donc, le transfert d'électrons se produit du glucose à l'oxygène, c'est-à-dire que le glucose cède ses électrons à l'oxygène.

Dans la réaction de la respiration cellulaire, nous pouvons constater que l'hydrogène passe du glucose à l'oxygène. La respiration cellulaire ne se produit pas seulement en une étape. Ce phénomène complexe est constitué en plusieurs réactions, chacune d'elle catalysée par une enzyme, dans lesquelles le glucose subit sa dégradation. Des atomes d'hydrogène sont arrachés du glucose mais avant d'être  transférés  à l'oxygène, ils passent par une coenzyme, la  nicotinamide adénine dinucléotide ou NAD+,  qui joue le rôle de l'oxydant.

 

Photosynthèse

Les réactions lumineuses dans le phénomène de la photosynthèse fonctionnent sous le principe de l'oxydoréduction, grâce à un transfert d'électrons entre les pigments et les enzymes. La photosynthèse à lieu dans les chloroplastes, plus précisément dans les thylakoïdes. Les thylakoïdes sont composés des pigments et des enzymes. Les électrons, qui sont transportés de pigment à enzyme, contribuent à réduire le coenzyme nicotinamide adénine dinucléotide phosphate (NADP), avec production de NADP réduite ou NADPH2. Cette réaction ressemble étrangement à celle qui constitue la respiration cellulaire, sauf que le glucose est remplacé par les pigments. Donc, les pigments jouent le rôle de réducteur, le NADP est l'oxydant et les enzymes servent de catalyseur. Cette étape ne constitue qu'une partie du phénomène hautement complexe qu'est la photosynthèse.

 

Conclusion :

Finalement, qu'il s'agisse de la couleur des feuilles où de notre respiration en passant par tous les gadgets technologiques qui nécessitent des piles, l'oxydoréduction est omniprésente dans notre vie. Mais ce qui est surprenant, c'est que plusieurs personnes ne connaissent même pas son principe.

Selon vous, combien de phénomènes naturels se produisent grâce à l'oxydoréduction?

 

Pour en savoir plus : Chi534

Réalisé par : Philippe-Olivier Dumas 

Sources d'information : Encyclopédie Microsoft Encarta 2000

                                       http://monjuju.chez.tiscali.fr/electrochimie.htm

                                        http://www.ustboniface.mb.ca/cusb/abernier/Biologie/metabolisme/Resp2.html