Introduction

Nous allons visuellement mettre en évidence la renversabilité d'une réaction rédox.

• Le bleu de méthylène est une molécule organique, qui peut exister sous les deux formes :

  

  forme Oxydée : bleue                                     forme Réduite : incolore

  de potentiel rédox standard : E° (pH = 0) = 0,52 V, soit E_app(pH = 14) = 0,10 V.

• Le glucose quant à lui est un réducteur (fonction aldéhyde) qui intervient dans la demi-équation rédox suivante :

HOCH₂(CHOH)₄CHO + 3 OH^- → HOCH₂(CHOH)₄CO₂^- + 2 H₂O + 2 e^-, de potentiel apparent E_app(pH = 14) = - 0,95 V

• Enfin, le dioxygène intervient comme oxydant puissant dans le couple :

1/2 O₂ + H₂O + 2 e^- → 2 OH^-      E_app(pH = 14) = 0,39 V

On peut visualiser l'aspect catalytique du bleu de méthylène sur le graphe suivant :

Sécurité

Attention, l'hydroxyde de potassium solide est très hygroscopique. Il est très corrosif et peut provoquer de graves brûlures. Il est donc obligatoire de le manipuler avec des gants et des lunettes.

Expérience

Protocole expérimental

Des pastilles de potasse ont été dissoutes dans la fiole, ainsi que du glucose et du bleu de méthylène.

Le mélange obtenu est agité vigoureusement dès que la couleur bleue disparaît.

Réalisation de l'expérience

Voir ci-dessous la séquence expérimentale provenant du site Chemical Education administré par l'équipe du Dr. George Bodner.

Observations et interprétations

Le bleu de méthylène est initialement réduit par le glucose. La cinétique est observable à notre échelle (quelques secondes), et la couleur disparaît progressivement. Puis, lorsqu'on agite la fiole, du dioxygène gazeux présent dans l'air contenu dans la fiole s'y dissout (on augmente en agitant la cinétique de dissolution du dioxygène dans la solution : O₂ (g) = O₂ (d)). Le dioxygène alors dissous réoxyde la forme réduite du bleu de méthylène, et la couleur bleue réapparaît ! Tant qu'il reste du glucose en solution et du dioxygène dans la fiole bouchée, le cycle peut reprendre...

Finalement, le bleu de méthylène sert de catalyseur à la réaction globale :

HOCH₂(CHOH)₄CHO + 1/2 O₂ (g) + OH^- → HOCH₂(CHOH)₄CO₂^- + H₂O.

En effet, son potentiel apparent à pH = 14 (0,1 V) est compris entre ceux des deux autres couples (O₂/OH^- : 0,39 V et ion gluconate/glucose : - 0,95 V)

Bibliographie pour approfondir

• M. Bernard et F. Busnot Usuel de chimie générale et minérale Ed. Dunod,

• J. Sarrazin et M. Verdaguer L'oxydoréduction, concepts et expériences. Ed. Ellipses, 1991

• M. Blanchard, B. Fosset, F. Guyot, L. Jullien, S. Palacin Chimie organique expérimentale Ed. Hermann, 1987