Un agent réducteur est un terme en chimie qui fait référence à un atome qui donne des électrons dans une réaction d’oxydoréduction. On dit que l’atome qui gagne ces électrons est réduit. L’atome réduit est appelé agent oxydant ; il prend des électrons de l’atome oxydé, qui est un autre nom pour l’agent réducteur.
Si un électron quitte un atome, il doit aller ailleurs, donc les processus d’oxydation et de réduction vont de pair. Ensemble, ils forment une classe de réactions appelées réactions d’oxydoréduction, également appelées réactions redox. Ces réactions génèrent un flux d’électrons, elles ont donc un potentiel électrique.
Les scientifiques peuvent exploiter le potentiel des réactions d’oxydoréduction pour créer de l’électricité. C’est le concept derrière la batterie de pommes de terre, une expérience scientifique commune. L’expérimentateur met un plomb de zinc et un plomb de cuivre dans la pomme de terre. Les ions flottant librement dans la pomme de terre facilitent le flux d’électrons entre les deux fils en empêchant une accumulation de charge positive autour des fils qui arrêterait la réaction. Les électrons circulent du plomb qui agit comme agent réducteur vers le plomb qui agit comme agent oxydant; dans le processus, les atomes du plomb réducteur pénètrent dans la solution de la pomme de terre, tandis que les ions entourant le plomb oxydant sont convertis en métal à la surface du plomb d’origine.
Si un atome est un agent oxydant dans une réaction, ce serait un agent réducteur si la réaction était inversée. Qu’un atome agisse comme agent oxydant ou comme agent réducteur dépend de la direction dans laquelle la réaction est spontanée. Les réactions se produisent spontanément si leurs produits sont relativement plus stables que leurs réactifs. Les scientifiques peuvent prédire la spontanéité des réactions d’oxydoréduction en fonction de leur potentiel électrique.
Pour évaluer une réaction potentielle d’oxydoréduction, les scientifiques divisent d’abord la réaction en demi-réactions, qui représentent la perte d’électrons ou la réduction. Dans le cas de la pomme de terre, le zinc et le cuivre peuvent tous deux former des ions avec une charge positive de 2. Ainsi, les demi-réactions sont Zn+2 + 2e- –> Zn et Cu+2 + 2e- –> Cu.
L’étape suivante consiste à trouver la direction du flux d’électrons. L’expérimentateur fait cela en utilisant une table de potentiels de réduction standard, qui donne un potentiel pour chaque demi-réaction. Si le sens de la demi-réaction est inversé, son potentiel a la même amplitude, mais son signe change. Le potentiel de la demi-réaction du zinc est de -0.76 volts, tandis que celui du cuivre est de 0.34 volts.
Cela signifie que le zinc est un agent réducteur plus fort que le cuivre, donc dans cette réaction, le zinc agit comme agent réducteur. La réaction globale dans la batterie de pommes de terre est Zn + Cu+2 -> Zn+2 + Cu, qui génère 1.10 volts d’électricité dans le fil reliant les fils. Si le plomb zinc était remplacé par un plomb argent, alors le cuivre serait l’agent réducteur, puisque la demi-réaction de l’argent, Ag+ + e-, a un potentiel de réduction standard de 0.80 volt. La batterie générerait 0.46 volts.