Leerdoel
- Houd in gedachten dat een positieve reductiepotentiaal wijst op een thermodynamisch gunstige reactie ten opzichte van de reductie van een proton tot waterstof
Kernpunten
- Een reductiepotentiaal meet de neiging van een molecuul om gereduceerd te worden door nieuwe elektronen op te nemen.
- De standaardreductiepotentiaal is de reductiepotentiaal van een molecuul onder specifieke, standaardomstandigheden.
- Standaardreductiepotentialen kunnen nuttig zijn bij het bepalen van de directionaliteit van een reactie.
- De reductiepotentiaal van een bepaalde soort kan worden beschouwd als de negatieve van de oxidatiepotentiaal.
Termen
- reducerenOm elektronen/waterstof toe te voegen of zuurstof te verwijderen.
- standaardwaterstofelektrodeEen redoxelektrode die de basis vormt van de thermodynamische schaal van oxidatie-reductiepotentialen; gebruikt als standaard waaraan andere elektroden worden afgemeten.
Reductie Potentiaal
Reductie potentiaal (ook bekend als redox potentiaal, oxidatie/reductie potentiaal, of Eh) meet de neiging van een chemische stof om elektronen te verwerven en daardoor gereduceerd te worden. De reductiepotentiaal wordt gemeten in volt (V) of millivolt (mV). Elke stof heeft zijn eigen intrinsieke reductiepotentiaal. Hoe positiever het potentiaal, hoe groter de affiniteit van de stof voor elektronen, of hoe meer de stof de neiging heeft te worden gereduceerd.
De standaardreductiepotentiaal (E0) wordt onder standaardomstandigheden gemeten:
- 25 °C
- 1 M concentratie voor elk ion dat deelneemt aan de reactie
- Partiële druk van 1 atm voor elk gas dat deelneemt aan de reactie
- Metalen in hun zuivere toestand
Standaardreductiepotentiaal
Het standaardreductiepotentiaal wordt gedefinieerd ten opzichte van een standaardwaterstofelektrode (SHE)-referentie-elektrode, die willekeurig een potentiaal van 0.00 volt. De onderstaande waarden tussen haakjes zijn standaardreductiepotentialen voor halfreacties gemeten bij 25 °C, 1 atmosfeer, en met een pH van 7 in een waterige oplossing.
- 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)
Omdat de reductiepotentiaal de intrinsieke neiging voor een soort meet om reductie te ondergaan, kan het vergelijken van standaardreductiepotentialen voor twee processen nuttig zijn om te bepalen hoe een reactie zal verlopen.
Historisch gebruikten veel landen, waaronder de Verenigde Staten en Canada, standaardoxidatiepotentialen in plaats van reductiepotentialen in hun berekeningen. Deze zijn eenvoudigweg het negatief van standaardreductiepotentialen, zodat het in de praktijk geen moeilijke omrekening is. Omdat deze echter ook “redoxpotentiëlen” kunnen worden genoemd, wordt door de IUPAC de voorkeur gegeven aan de termen “reductiepotentiëlen” en “oxidatiepotentiëlen”. De twee kunnen expliciet worden onderscheiden door het symbool E0r te gebruiken voor reductie en E0o voor oxidatie.