Hvad er redoxpotentiale?

redoxpotentiale, også kendt som standard elektrodepotentiale, er et mål for, hvor let et stof mister eller får elektroner i en reduktionsoxidation-eller "redox"-reaktion, en kemisk reaktion, hvor den ene reaktant reduceres og den anden oxiderede. Elektroner bevæger sig fra det reduktionsmiddel til det oxidationsmiddel. Dette kan udtrykkes som et elektrisk potentiale mellem de to og målt i volt. En negativ værdi indikerer et reduktionsmiddel med en tendens til at miste elektroner, og en positiv værdi indikerer et oxidationsmiddel med en tendens til at vinde elektroner. Redoxpotentialet er undertiden betegnet med E °.

praktisk kan redoxpotentiale kun måles for par af stoffer, og om elektroner strømmer fra eller til et givet kemikalie afhænger af det andet medlem af parret. Det er derfor en pårørende snarere end en absolut værdi. For at etablere standardværdier for elementer, forbindelser og ioner udføres redox potentiel måling mod en"Standard" af brint, der tages for at have en e ° af nul, så alle sådanne værdier er i forhold til brint.

For at bestemme E ° for et givet stof konstrueres en elektrokemisk celle bestående af to halvceller. Man består af H+ -ioner og neutralt brint i ligevægt og er kendt som en standard hydrogenelektrode. Den anden indeholder det stof, der skal testes, igen med ioniske og neutrale former i ligevægt. De to er forbundet med en saltbro, der indeholder en passende elektrolyt, og cellen er forbundet til et voltmeter, der afslutter kredsløbet. Hvor der er forskel i redoxpotentiale, vil elektroner forsøge at flyde den ene eller den anden måde, hvilket skaber en potentiel forskel, der måles med voltmeteret-i dette tilfælde bruges et højresistens voltmeter for at forhindre enhver faktisk strøm af strøm, da dette ville reducere potentialet.

Hvis elektroner flyder fra tHan brint halvcelle til den anden, stoffet har et positivt redoxpotentiale og er i denne sammenhæng et oxidationsmiddel. Hvis elektroner flyder den anden vej, er E ° negativ, hvilket indikerer et reduktionsmiddel. Udtrykkene "oxiderende" og "reduktion" som anvendt her er i forhold til brint - det kemikalie, der testes, kan opføre sig forskelligt i forhold til et andet middel. For eksempel fungerer Hydrogen i dette scenarie som et reducerende eller et oxidationsmiddel, afhængigt af hvad der er i den anden halve celle.

På denne måde er en standard redox-potentiel tabel blevet samlet, der viser E ° -værdierne for forskellige "halvreaktioner", der involverer tilsætning af elektroner til et givet middel, som det ville være tilfældet i halvdelen af ​​en redoxreaktion. For eksempel vises redoxpotentialet for en lithiumion, der vinder et elektron, som halvreaktionen: Li ⁺ + E ^- -> Li med en E ° -værdi på -3,05 volt, hvilket indikerer, at lithium er et stærkt reduktionsmiddel. Værdien for dannelsen afChloridioner ved tilsætning af elektroner til klor er vist som Cl ₂ + 2e ^--> 2Cl ^- med en E ° på +1,36 volt, så klor er et oxidationsmiddel. Ved at kende redoxpotentierne for to stoffer er det muligt at forudsige, om en redoxreaktion mellem dem teoretisk er muligt.