2.2.6. LES OXYDANTS ET LES RÉDUCTEURS

On parle d'oxydation parce qu'à l'origine, les réactions observées comportaient toujours un transfert d'oxygène de l'oxydant vers le réducteur. L'exemple le plus simple est donné par l'oxygène lui-même qui, en se fixant sur les métaux réducteurs, le fer par exemple, les oxyde. Si on traite l'oxyde de fer par un réducteur plus puissant que le fer lui-même, mettons par l'hydrogène, l'hydrogène est oxydé (en donnant tout simplement de l'eau) et le fer se trouve à nouveau réduit à l'état de métal. On sait aujourd'hui que ces réactions sont en réalité des transferts d'électrons qui se font en sens inverse du transfert d'oxygène. Elles concernent donc d'autres corps tels que le soufre ou le chlore qui n'ont rien à voir avec l'oxygène, on dit cependant, par habitude, que ce sont des oxydants.

Les réactions d'oxydo-réduction mettent simultanément en jeu deux substances : une oxydante, l'autre réductrice. On parle d'oxydation lorsque c'est le produit oxydé qui est recherché ou de réduction lorsque c'est le composé réduit qui doit être valorisé.

La réduction est l'opération fondamentale de la métallurgie puisque tous les métaux sont obtenus par réduction de leurs oxydes (ou de leurs sulfures).

Les réactions d'oxydation sont nombreuses mais les plus importantes sont celles qui oxydent, par l'oxygène de l'air, les matières organiques telles que charbon, pétrole, gaz, bois. Aucun produit n'est recherché ici, mais ces réactions sont très exothermiques. Elles fournissent l'essentiel de la chaleur dont l'homme a besoin.

Les oxydations où l'agent oxydant est l'oxygène de l'air demandent, pour démarrer, une forte élévation de la température, elles s'entretiennent ensuite d'elles-mêmes par la chaleur dégagée. En revanche, la chimie permet de disposer de nombreux oxydants forts et de réducteurs puissants qui réagissent violemment lorsqu'ils sont mis en contact, même à température ordinaire.

En dehors de l'industrie chimique, les applications les plus importantes des oxydants sont le blanchissement et la désinfection au moyen de :

- chlore, bioxyde de chlore (fabrication à partir du chlorate), ozone, eau oxygénée, dans le blanchiment de la pâte à papier, - perborate, acide peracétique, dans le blanchiment industriel et ménager des textiles, - ozone, chlore, dichloroisocyanurate (générateur de chlore) pour la désinfection des eaux, - hypochlorite de sodium ou eau de javel, désinfection et décolorant ménager, - eau oxygénée, permanganate, hypochlorite de potassium (la liqueur de Daquin, désinfectant médical est une eau de javel diluée), désinfectants dans le domaine médical, - acide peracétique, désinfectant dans les industries alimentaires.

Certains réducteurs ont également des propriétés décolorantes et désinfectantes. C'est le cas des nitrites et des sulfites utilisés en particulier dans les industries alimentaires.

Réactions dangereuses

La plupart des mélanges d'oxydants et de réducteurs solides sont stables dans les conditions ordinaires. Cependant leur entrée en réaction est souvent violente, sous l'influence d'une activation même parfois peu importante : élévation modérée de température, simple choc.

Les substances organiques sont, dans leur majeure partie, stables en présence de l'oxygène dilué dans l'air bien qu'elles soient, en général, réductrices par nature. Cependant les oxydants puissants sont susceptibles, même par une activation peu importante (chaleur, choc, confinement), de réagir avec violence, dans les conditions ordinaires, avec beaucoup de matières organiques. De même, des papiers, des cartons, des textiles (vêtements) imprégnés par des solutions de chlorates, nitrates, bichromates, lorsqu'ils ont séché, deviennent très facilement inflammables (allumette ou simple cigarette).

Principaux oxydants

- Fluor, - ozone, - eau oxygénée, - oxygène, - chlore, - hypochlorites, - chlorates, - perchlorates, - nitrates, - chromates, - permanganates, - persulfates, - perborates, - acide peracétique, - peroxydes organiques (de benzoyle, de méthyléthylcétone, etc.).

L'air qui contient 21 % d'oxygène est l'oxydant le plus général.

Principaux réducteurs

- Carbone, - hydrogène, - hydrocarbures (pétrole, gaz naturel), - métaux en général (les métaux alcalins s'enflamment spontanément, les métaux lourds réagissent violemment lorsqu'ils sont en poudre fine), - soufre, - phosphore, - oxyde de carbone, - sulfites, - hyposulfites, - nitrites, - hydroxylamine, - hydrazine, - amines, - aldéhydes, - d'une manière générale toutes les matières organiques combustibles.