Les réactions d'oxydo - réduction

Ce sont des réaction chimiques très fréquentes au cours desquelles un des éléments (le corps réducteur) transfert un ou des électrons à un autre élément (l'oxydant)

Une réaction d' oxydo - réduction peut être décomposée en deux demi-réactions:

Une réaction d'oxydation et une réaction de réduction.

Exemple:Zn0 + Cu2+ --> Zn2+ + Cu0

Réaction d'oxydation:Zn0 --> Zn2+ + 2 e-

Comme le zinc cède deux électrons, il devient ion Zn2+.

Il y a perte d'électrons pour le Zinc. Le zinc est le réducteur. Il subit la réaction d'oxydation, il est oxydé.

Réaction de réduction: Cu2+ +2 e- --> Cu0

Cu2+ reçoit 2 électrons du Zn, il devient Cu0

Il y a gain d'électrons pour Cu++. Cu2+ est l' oxydant. Il est réduit

Les corps qui peuvent se trouver sous les deux formes, oxydée et réduite, forment des couples d'oxydo - réduction ou couples redox.

Chaque couple rédox est caractérisé par un potentiel rédox exprime en volt qui définit l'affinité des deux formes pour les électrons.

Exemple de couples rédox :

Oxydant - Réducteur- Potentiel rédox E0 (V)

1/2 O2 + 2H+ => H20    +0,82V

Plus le potentiel rédox est élevé plus l'oxydant à une affinité importante pour les électrons.

Une réaction d'oxydo - réduction s'accompagne d'un transfert d' énergie.

Lorsque le potentiel rédox est positif la réaction libère de l'énergie.
Lorsqu'il est négatif il faut fournir de l'énergie pour que la réaction ait lieu.

Des réactions redox peuvent être couplées, c'est à dire qu'une réaction qui nécessite de l'énergie est associée à une réaction qui en libère.

L'énergie transférée peut se calculer simplement avec la formule: DG = nFE

dG = variation d'énergie libre en kcal/mol

n = nombre d'électrons impliqués dans la réaction

F = constante de Faraday =96500 C

E = potentiel redox

En biologie l'énergie obtenue par la respiration est due essentiellement à des réactions de simplifications moléculaires et à des réactions d'oxydo réduction en chaîne qui ont lieu dans les mitochondries.

L'accepteur final des électrons est l'oxygène

L'énergie est stockée dans des liaisons covalentes riches en énergie comme par exemple dans les liaisons phosphoanhydres de l'A.T.P. (adénosine triphosphate).

Lorsque des réactions du métabolisme nécessitent de l'énergie, elles peuvent être couplées dans les cellules avec une transformation A.T.P. => A.D.P. + Energie, et récupérer l'énergie libérée 

Ces réactions sont catalysées par des enzymes.