Oppimistavoite
- Palauta mieleen, että positiivinen pelkistyspotentiaali ilmaisee termodynaamisesti suotuisaa reaktiota suhteessa protonin pelkistymiseen vedyksi
Kärkikohdat
- Reduktiopotentiaali mittaa molekyylin taipumusta pelkistyä ottamalla uusia elektroneja.
- Vakiopreduktiopotentiaali on molekyylin reduktiopotentiaali tietyissä vakio-olosuhteissa.
- Vakiopreduktiopotentiaalit voivat olla käyttökelpoisia määritettäessä reaktion suuntaa.
- Tämän lajin reduktiopotentiaalin voidaan katsoa olevan hapettumispotentiaalin negatiivinen arvo.
Termit
- redusoidaLisätä elektroneja/vetyä tai poistaa happea.
- standardi vetyelektrodiRedoxielektrodi, joka muodostaa hapettumis-pelkistymispotentiaalien termodynaamisen asteikon perustan; käytetään standardina, jota vasten muita elektrodeja mitataan.
Reduktiopotentiaali
Reduktiopotentiaali (tunnetaan myös nimellä redox-potentiaali, hapettumis/reduktiopotentiaali tai Eh) mittaa kemiallisen lajin taipumusta hankkia elektroneja ja sitä kautta pelkistää. Pelkistymispotentiaali mitataan voltteina (V) tai millivolteina (mV). Jokaisella lajilla on oma luontainen pelkistyspotentiaalinsa. Mitä positiivisempi potentiaali on, sitä suurempi on lajin affiniteetti elektroneihin eli sitä enemmän laji pyrkii pelkistymään.
Vakiopelkistyspotentiaali (E0) mitataan vakio-olosuhteissa:
- 25 °C
- 1 M konsentraatio kullekin reaktioon osallistuvalle ionille
- Partiopaine 1 atm kullekin reaktioon osallistuvalle kaasulle
- Metallit puhtaissa olomuodoissaan
Vakiopelkistyspotentiaali
Vakiopelkistyspotentiaali määritetään suhteessa vakiovyyttielektrodin (standard hydrogen electrode) referenssielektrodiin, jonka potentiaali on mielivaltaisesti 0.00 volttia. Alla suluissa olevat arvot ovat standardipelkistyspotentiaaleja puolireaktioille, jotka on mitattu 25 °C:ssa, 1 ilmakehässä ja pH:n ollessa 7 vesiliuoksessa.
- 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)
Koska pelkistymispotentiaali mittaa lajin luontaista taipumusta pelkistyä, kahden prosessin standardipelkistymispotentiaalin vertailu voi olla hyödyllistä määritettäessä, miten reaktio etenee.
Historiallisesti monissa maissa, mukaan lukien Yhdysvallat ja Kanada, käytettiin laskelmissa standardihapettumispotentiaaleja pelkistymispotentiaalien sijasta. Nämä ovat yksinkertaisesti standardipelkistyspotentiaalien negatiivisia arvoja, joten muuntaminen ei ole käytännössä vaikeaa. Koska näitä voidaan kuitenkin kutsua myös ”redox-potentiaaleiksi”, IUPAC käyttää mieluummin termejä ”pelkistyspotentiaalit” ja ”hapettumispotentiaalit”. Nämä kaksi voidaan nimenomaisesti erottaa toisistaan käyttämällä symbolia E0r pelkistymiselle ja E0o hapettumiselle.