Co je redoxní potenciál?
Redoxní potenciál, známý také jako standardní elektrodový potenciál, je měřítkem toho, jak snadno látka ztratí nebo získá elektrony při redukční oxidační - nebo „redoxní“ reakci, chemické reakci, kde je jeden reaktant redukován a druhý oxidován. Elektrony přecházejí z redukčního činidla do oxidačního činidla. To lze vyjádřit jako elektrický potenciál mezi těmito dvěma a měřený ve voltech. Záporná hodnota označuje redukční činidlo se sklonem ke ztrátě elektronů a kladná hodnota označuje oxidační činidlo se sklonem k získání elektronů. Redoxní potenciál je někdy označován E °.
V praxi lze redoxní potenciál měřit pouze pro dvojice látek a to, zda elektrony proudí z nebo do dané chemické látky, závisí na druhém členu páru. Jedná se tedy spíše o relativní než o absolutní hodnotu. Aby bylo možné stanovit standardní hodnoty pro prvky, sloučeniny a ionty, provádí se měření redoxního potenciálu proti „standardu“ vodíku, který se považuje za nulový E °, takže všechny tyto hodnoty jsou relativní k vodíku.
Pro stanovení E ° pro danou látku se zkonstruuje elektrochemický článek skládající se ze dvou poločlánků. Jeden sestává z iontů H + a neutrálního vodíku v rovnováze a je známý jako standardní vodíková elektroda. Druhá obsahuje testovanou látku, opět v rovnováze s iontovými a neutrálními formami. Oba jsou spojeny solným můstkem obsahujícím vhodný elektrolyt a článek je připojen k voltmetru, čímž je obvod dokončen. Tam, kde je rozdíl v redox potenciálu, elektrony se budou snažit protékat jedním nebo druhým způsobem, čímž vytvoří potenciální rozdíl, který se měří voltmetrem - v tomto případě se používá vysoce odolný voltmetr, aby se zabránilo jakémukoli skutečnému toku aktuální, protože by to snížilo potenciál.
Pokud elektrony proudí z vodíkových poločlánků do druhého, má látka pozitivní redoxní potenciál a v tomto kontextu je oxidačním činidlem. Pokud elektrony proudí opačným způsobem, E ° je negativní, což naznačuje redukční činidlo. Pojmy „oxidace“ a „redukce“, jak se zde používají, se vztahují k vodíku - testovaná chemická látka se může chovat odlišně ve vztahu k jinému činidlu. Například v tomto scénáři vodík působí jako redukční nebo oxidační činidlo, v závislosti na tom, co je v druhé polovině buňky.
Tímto způsobem byla sestavena standardní tabulka redoxního potenciálu, která ukazuje hodnoty E ° pro různé „poloviční reakce“ zahrnující přidání elektronů k danému činidlu, jako by tomu bylo v případě jedné poloviny redoxní reakce. Například redoxní potenciál pro lithium iont získávající elektron je ukázán jako poloviční reakce: Li + + e - -> Li s hodnotou E ° -3,05 voltů, což naznačuje, že lithium je silné redukční činidlo. Hodnota pro tvorbu chloridových iontů přidáním elektronů k chloru je ukázána jako Cl 2 + 2e - -> 2Cl - s E ° +1,36 V, takže chlor je oxidační činidlo. Poznáním redoxních potenciálů dvou látek je možné předpovědět, zda je redoxní reakce mezi nimi teoreticky možná.