Was ist Redoxpotential?
Redoxpotential, auch als Standard-Elektrodenpotential bezeichnet, ist ein Maß dafür, wie leicht eine Substanz in einer reduzierten Oxidation-oder „Redox“-Reaktion, eine chemische Reaktion, bei der ein Reaktant reduziert wird und die andere oxidiert wird, verliert oder Elektronen erhält. Elektronen bewegen sich vom Reduktionsmittel zum Oxidationsmittel. Dies kann als elektrisches Potential zwischen den beiden ausgedrückt und in Volt gemessen werden. Ein negativer Wert zeigt ein Reduktionsmittel mit der Tendenz, Elektronen zu verlieren, und ein positiver Wert zeigt ein Oxidationsmittel mit der Tendenz, Elektronen zu gewinnen. Das Redoxpotential wird manchmal durch E °. Es ist daher eher ein Verwandter als ein absoluter Wert. Um Standardwerte für Elemente, Verbindungen und Ionen festzulegen, wird die Redoxpotentialmessung gegen a durchgeführt„Standard“ von Wasserstoff, der als E ° von Null aufgenommen wird, sodass alle dieser Werte relativ zu Wasserstoff sind.
Um den E ° für eine gegebene Substanz zu bestimmen, wird eine elektrochemische Zelle aus zwei Halbzellen konstruiert. Man besteht aus H+ -Ionen und neutralen Wasserstoff im Gleichgewicht und ist als Standard -Wasserstoffelektrode bekannt. Der andere enthält die zu testende Substanz, wieder mit ionischen und neutralen Formen im Gleichgewicht. Die beiden sind durch eine Salzbrücke mit einem geeigneten Elektrolyten verbunden und die Zelle ist mit einem Voltmeter verbunden, wodurch die Schaltung abgeschlossen wird. Wenn es einen Unterschied im Redoxpotential gibt, versuchen Elektronen, auf die eine oder andere Weise zu fließen und eine Potentialdifferenz zu erzeugen, die vom Voltmeter gemessen wird. In diesem Fall wird ein hochauflösender Spannungsmesser verwendet, um einen tatsächlichen Stromfluss zu verhindern, da dies das Potential verringert.
Wenn Elektronen aus t fließenDie Wasserstoff halb zum anderen, die Substanz hat ein positives Redoxpotential und ist in diesem Zusammenhang ein Oxidationsmittel. Wenn die Elektronen in die andere Richtung fließen, ist der E ° negativ, was auf einen Reduktionsmittel hinweist. Die hier verwendeten Begriffe „oxidieren“ und „reduzieren“ sind relativ zu Wasserstoff - die getestete Chemikalie kann sich im Vergleich zu einem anderen Mittel unterschiedlich verhalten. In diesem Szenario wirkt Wasserstoff beispielsweise als Reduktions- oder Oxidationsmittel, je nachdem, was in der anderen Halbzelle ist.
Auf diese Weise wurde eine Standard-Redox-Potential-Tabelle zusammengestellt, die die E ° -Werte für verschiedene „Halbreaktionen“ zeigt, die die Zugabe von Elektronen zu einem bestimmten Mittel beinhalten, wie dies bei einer Hälfte einer Redoxreaktion der Fall wäre. Beispielsweise wird das Redoxpotential für ein Lithiumion, das ein Elektron gewinnt, als Halbreaktion dargestellt: li + + e