Réduction chimique

La réduction chimique est un gain net d’électrons par une entité chimique ou, plus généralement, une transformation qui diminue le nombre d’oxydation d’un élément. Elle s’effectue avec l’oxydation d’une autre espèce, qui fournit les électrons. Le terme possède ainsi un sens réactionnel précis et ne désigne pas toute diminution de concentration ou de quantité.

Identifier les deux partenaires

L’espèce qui accepte les électrons est l’oxydant : elle est réduite. L’espèce qui les cède est le réducteur : elle s’oxyde. Dans une demi-équation de réduction, les électrons figurent parmi les réactifs. Les demi-équations constituent une manière de comptabiliser les transferts ; les électrons ne sont pas nécessairement présents comme particules libres dans le milieu.

La perte d’oxygène ou le gain d’hydrogène permettent de reconnaître certaines réductions, mais ces descriptions historiques ne couvrent pas toutes les réactions. Le suivi des nombres d’oxydation donne un critère plus général.

Dans les milieux aquatiques

La réduction intervient dans les transformations de l’azote, du soufre, du fer et du manganèse. Dans les sédiments pauvres en oxygène, différents microorganismes utilisent des accepteurs d’électrons autres que l’oxygène. La disponibilité des réactifs, l’activité biologique et les conditions physicochimiques déterminent les voies effectivement présentes.

Un potentiel d’oxydoréduction faible peut être compatible avec des processus réducteurs, sans identifier une réaction particulière ni fournir directement sa vitesse. Une transformation thermodynamiquement favorable peut rester lente. De même, la disparition d’un composé de l’eau peut provenir d’une adsorption, d’une précipitation ou d’un transfert vers un autre compartiment, sans réduction chimique.