Lernziel
- Erinnern Sie sich, dass ein positives Reduktionspotential eine thermodynamisch günstige Reaktion im Vergleich zur Reduktion eines Protons zu Wasserstoff anzeigt
Schlüsselpunkte
- Ein Reduktionspotential misst die Tendenz eines Moleküls, durch Aufnahme neuer Elektronen reduziert zu werden.
- Das Standard-Reduktionspotential ist das Reduktionspotential eines Moleküls unter bestimmten, standardisierten Bedingungen.
- Standard-Reduktionspotentiale können bei der Bestimmung der Richtung einer Reaktion nützlich sein.
- Das Reduktionspotential einer bestimmten Spezies kann als das Negativ des Oxidationspotentials betrachtet werden.
Begriffe
- reduzierenElektronen/Wasserstoff hinzufügen oder Sauerstoff entfernen.
- Standard-WasserstoffelektrodeEine Redoxelektrode, die die Grundlage der thermodynamischen Skala der Oxidations-Reduktionspotenziale bildet; wird als Standard verwendet, an dem andere Elektroden gemessen werden.
Reduktionspotenzial
Reduktionspotenzial (auch Redoxpotenzial, Oxidations-/Reduktionspotenzial oder Eh genannt) misst die Tendenz einer chemischen Spezies, Elektronen aufzunehmen und dadurch reduziert zu werden. Das Reduktionspotenzial wird in Volt (V) oder Millivolt (mV) gemessen. Jede Art hat ihr eigenes intrinsisches Reduktionspotenzial. Je positiver das Potenzial ist, desto größer ist die Affinität der Spezies für Elektronen oder desto mehr neigt die Spezies dazu, reduziert zu werden.
Das Standardreduktionspotential (E0) wird unter Standardbedingungen gemessen:
- 25 °C
- 1 M Konzentration für jedes an der Reaktion beteiligte Ion
- Partialdruck von 1 atm für jedes an der Reaktion beteiligte Gas
- Metalle in ihrem reinen Zustand
Standard-Reduktionspotential
Das Standard-Reduktionspotential wird relativ zu einer Standard-Wasserstoffelektroden (SHE)-Bezugselektrode definiert, die willkürlich mit einem Potential von 0.00 Volt. Die Werte in Klammern sind Standardreduktionspotentiale für Halbreaktionen, gemessen bei 25 °C, 1 Atmosphäre und einem pH-Wert von 7 in wässriger Lösung.
- CH3COOH + 2H+ + 2e- → CH3CHO + H2O (-0.58)
- 2H+ + 2 e- → H2 (0.0)
- O2 + 2H+ + 2e- → H2O2 (+0.7)
- O2 + 4H+ + 4e- → 2H2O (+1.64)
Da das Reduktionspotenzial die intrinsische Tendenz einer Spezies zur Reduktion misst, kann der Vergleich des Standard-Reduktionspotenzials für zwei Prozesse nützlich sein, um zu bestimmen, wie eine Reaktion abläuft.
In der Vergangenheit haben viele Länder, einschließlich der Vereinigten Staaten und Kanada, bei ihren Berechnungen Standard-Oxidationspotenziale anstelle von Reduktionspotenzialen verwendet. Diese sind einfach das Negativ der Standard-Reduktionspotenziale, so dass die Umrechnung in der Praxis nicht schwierig ist. Da diese jedoch auch als „Redoxpotentiale“ bezeichnet werden können, werden von der IUPAC die Begriffe „Reduktionspotentiale“ und „Oxidationspotentiale“ bevorzugt. Die beiden können explizit unterschieden werden, indem das Symbol E0r für Reduktion und E0o für Oxidation verwendet wird.