Oxydoréduction

Définitions

Oxydation = perte d'électrons (augmentation du nombre d'oxydation). Réduction = gain d'électrons. Couple redox Ox/Red : Ox + ne⁻ ⇌ Red. Toute réaction redox = transfert d'électrons d'un réducteur vers un oxydant.

Potentiel standard E°

Mesuré vs ENH (électrode normale à hydrogène, E° = 0 V par convention).
Plus E° est élevé, plus l'oxydant est fort. Plus E° est bas, plus le réducteur est fort.
Équation de Nernst : E = E° + (RT/nF) × ln([Ox]/[Red]). À 25°C : E = E° + (0.059/n) × log([Ox]/[Red]).
Réaction spontanée si ΔE° > 0 (E°cathode - E°anode > 0) → ΔG° = -nFΔE° < 0.

Piles électrochimiques

Anode = oxydation (pôle -). Cathode = réduction (pôle +). Pont salin assure la neutralité électrique. fem = E°cathode - E°anode.

Applications biologiques

Chaîne respiratoire : transfert d'e⁻ du NADH (E° = -0.32 V) à O2 (E° = +0.82 V). ΔE° = +1.14 V → très exergonique.
Couples biologiques : NAD⁺/NADH, FAD/FADH2, cytochrome c oxydé/réduit, O2/H2O.
Nombre d'oxydation du carbone : CO2 (+4) → glucose (0) → acides gras (~-2). Réduction = stockage d'énergie.

Point clé concours : Le NADH est un réducteur fort (E° bas). Chaque paire d'e⁻ du NADH qui traverse la chaîne respiratoire permet la synthèse de ~2.5 ATP. Le FADH2 entre plus tard → ~1.5 ATP.