Obiettivo di apprendimento
- Ricorda che un potenziale di riduzione positivo indica una reazione termodinamicamente favorevole rispetto alla riduzione di un protone a idrogeno
Punti chiave
- Un potenziale di riduzione misura la tendenza di una molecola ad essere ridotta prendendo nuovi elettroni.
- Il potenziale di riduzione standard è il potenziale di riduzione di una molecola in specifiche condizioni standard.
- I potenziali di riduzione standard possono essere utili per determinare la direzionalità di una reazione.
- Il potenziale di riduzione di una data specie può essere considerato come il negativo del potenziale di ossidazione.
Termini
- ridurrePer aggiungere elettroni/idrogeno o per rimuovere ossigeno.
- elettrodo standard di idrogenoUn elettrodo redox che forma la base della scala termodinamica dei potenziali di ossido-riduzione; usato come standard rispetto al quale vengono misurati altri elettrodi.
Potenziale di riduzione
Il potenziale di riduzione (noto anche come potenziale redox, potenziale di ossido-riduzione, o Eh) misura la tendenza di una specie chimica ad acquisire elettroni e quindi essere ridotta. Il potenziale di riduzione si misura in volt (V) o millivolt (mV). Ogni specie ha il suo potenziale di riduzione intrinseco. Più il potenziale è positivo, maggiore è l’affinità della specie per gli elettroni, o più la specie tende ad essere ridotta.
Il potenziale di riduzione standard (E0) è misurato in condizioni standard:
- 25 °C
- Concentrazione di 1 M per ogni ione che partecipa alla reazione
- Pressione parziale di 1 atm per ogni gas che partecipa alla reazione
- Metalli nei loro stati puri
Potenziale di riduzione standard
Il potenziale di riduzione standard è definito rispetto ad un elettrodo di riferimento standard a idrogeno (SHE), a cui viene dato arbitrariamente un potenziale di 0.00 volt. I valori qui sotto tra parentesi sono potenziali di riduzione standard per semireazioni misurate a 25 °C, 1 atmosfera e con un pH di 7 in soluzione acquosa.
- 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)
Siccome il potenziale di riduzione misura la tendenza intrinseca di una specie a subire una riduzione, confrontare il potenziale di riduzione standard per due processi può essere utile per determinare come procederà una reazione.
Storicamente, molti paesi, compresi gli Stati Uniti e il Canada, hanno usato potenziali di ossidazione standard piuttosto che potenziali di riduzione nei loro calcoli. Questi sono semplicemente il negativo dei potenziali di riduzione standard, quindi non è una conversione difficile nella pratica. Tuttavia, poiché questi possono anche essere indicati come “potenziali redox”, i termini “potenziali di riduzione” e “potenziali di ossidazione” sono preferiti dalla IUPAC. I due possono essere esplicitamente distinti usando il simbolo E0r per la riduzione e E0o per l’ossidazione.