I- Forçage d’une réaction :
1- Propos :
Nous avons vu dans les chapitres précédents que certains
systèmes chimiques, lorsque étaient abandonnés à eux-mêmes, pouvaient être
le siège de réactions chimiques entre leurs composants. Ces réactions se
produisent spontanément, c'est-à-dire sans intervention extérieure autre que la
mise en contact des différents réactifs.
Nous faisons alors face à deux problèmes :
·
Les dépenses en réactifs : tout réactif
investi est perdu. A terme, ceci pose des problèmes en coût et en disponibilité
des réactifs ;
·
L’accumulation des produits :
corrélativement, nous obtiendrions des quantités industrielles de produits dont
nous ne saurions que faire ; même si nous disposions d’autres réactions
spontanées utilisant ces produits comme réactifs, nous finirions toujours par
aboutir à un moment ou à un autre à des produits inutilisables. En effet, à
chaque nouvelle réaction, les produits engendrés sont un peu plus stables et
plus difficiles à faire réagir.
·
De même que l’on recycle de plus en plus les
déchets, nous allons voir que nous pouvons en quelque sorte recycler les
produits d’une réaction. Plus précisément, il va s’agir de forcer une réaction
chimique à se faire dans le sens inverse de sa réaction spontanée.
Naturellement, ceci ne peut se faire tout seul, puisque par définition une
réaction qui se fait toute seule est une réaction spontanée.
2- Cas des réactions d’oxydoréduction :
Dans le cas des réactions d’oxydoréduction, le processus
d’inversion du sens d’une réaction chimique porte le nom d’électrolyse.
Nous savons qu’une réaction d’oxydoréduction consiste en un
transfert d’électrons. Ceux-ci passent d’une espèce chimique où ils disposent
d’une certaine stabilité, reflet de l’électronégativité de l’élément qui les
porte, à une autre où cette stabilité sera accrue. Ainsi par exemple les
électrons sont-ils plus stables portés par le cuivre que par le fer, en
solution aqueuse, d’où le transfert qui s’opère entre ces deux espèces lesquelles
sont mises en contact.
Pour inverser ce processus, il est donc nécessaire de rendre
l’espèce réduite réfractaire aux électrons, tout en excitant l’avidité en
électrons de l’espèce oxydée. Nous savons que des charges de signes opposés
s’attirent, tandis que des charges de même signe se repoussent.
Pour obliger une espèce à rendre ses électrons, il suffit
donc de placer dans une situation où elle voit trop d’électrons, où elle
cherche à s’en débarrasser pour forcer une autre espèce à gagner des électrons,
il suffit au contraire de la placer dans une situation où les électrons denrée
rare. Une possibilité est alors de connecter l’espèce réduite, que nous
souhaitons oxyder, à la borne « + » d’un générateur électrique, et
l’espèce oxydée, que nous souhaitons réduire, à la borne «- du même générateur.