Tanulási cél
- Emlékezzünk vissza, hogy a pozitív redukciós potenciál egy termodinamikailag kedvező reakciót a proton hidrogénné történő redukciójához képest
Kulcspontok
- A redukciós potenciál egy molekulának az új elektronok felvételével történő redukcióra való hajlamát méri.
- A standard redukciós potenciál egy molekula redukciós potenciálja meghatározott, standard körülmények között.
- A standard redukciós potenciálok hasznosak lehetnek egy reakció irányultságának meghatározásában.
- Egy adott faj redukciós potenciálja az oxidációs potenciál negatívjának tekinthető.
Fogalmak
- redukálniElektronok/hidrogén hozzáadása vagy oxigén eltávolítása.
- standard hidrogénelektródA redoxelektród, amely az oxidációs-redukciós potenciálok termodinamikai skálájának alapját képezi; standardként használják, amelyhez képest más elektródokat mérnek.
Redukciós potenciál
A redukciós potenciál (más néven redoxpotenciál, oxidációs/redukciós potenciál vagy Eh) egy kémiai faj elektronok felvételére és ezáltal redukcióra való hajlamát méri. A redukciós potenciált voltban (V) vagy millivoltban (mV) mérik. Minden fajnak megvan a maga saját redukciós potenciálja. Minél pozitívabb a potenciál, annál nagyobb a faj affinitása az elektronok iránt, vagy annál inkább hajlamos a faj redukálódni.
A standard redukciós potenciált (E0) standard körülmények között mérjük:
- 25 °C
- 1 M koncentráció minden egyes, a reakcióban részt vevő ionra
- 1 atm résznyomás minden egyes, a reakcióban részt vevő gázra
- A fémek tiszta állapotukban
Standard redukciós potenciál
A standard redukciós potenciált egy standard hidrogénelektród (SHE) referenciaelektródhoz viszonyítva határozzuk meg, amely tetszőlegesen 0 potenciállal rendelkezik.00 voltos potenciál. Az alábbi, zárójelben megadott értékek 25 °C-on, 1 atmoszférában és 7-es pH-érték mellett, vizes oldatban mért félreakciókra vonatkozó standard redukciós potenciálok.
- 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)
Mivel a redukciós potenciál egy faj redukcióra való saját hajlamát méri, két folyamat standard redukciós potenciáljának összehasonlítása hasznos lehet egy reakció lefolyásának meghatározásához.
Történelmileg sok ország, köztük az Egyesült Államok és Kanada, a redukciós potenciálok helyett standard oxidációs potenciálokat használt a számítások során. Ezek egyszerűen a standard redukciós potenciálok negatívjai, így a gyakorlatban nem nehéz az átváltás. Mivel azonban ezeket “redoxpotenciáloknak” is nevezhetjük, az IUPAC a “redukciós potenciálok” és az “oxidációs potenciálok” kifejezéseket részesíti előnyben. A kettő kifejezetten megkülönböztethető az E0r szimbólum használatával a redukcióra és az E0o szimbólummal az oxidációra.