Che cos'è il potenziale Redox?
Il potenziale redox, noto anche come potenziale elettrodo standard, misura la facilità con cui una sostanza perde o guadagna elettroni in una reazione di riduzione-ossidazione - o "redox", una reazione chimica in cui un reagente viene ridotto e l'altro ossidato. Gli elettroni si spostano dall'agente riducente all'agente ossidante. Questo può essere espresso come potenziale elettrico tra i due e misurato in volt. Un valore negativo indica un agente riducente, con una tendenza a perdere elettroni, e un valore positivo indica un agente ossidante, con una tendenza a guadagnare elettroni. Il potenziale redox è talvolta indicato con E °.
In termini pratici, il potenziale redox può essere misurato solo per coppie di sostanze e se il flusso di elettroni da o verso una determinata sostanza chimica dipende dall'altro membro della coppia. È quindi un valore relativo, piuttosto che assoluto. Al fine di stabilire valori standard per elementi, composti e ioni, viene eseguita la misurazione del potenziale redox rispetto a uno “standard” di idrogeno, che si presume abbia un E ° zero, quindi tutti questi valori sono relativi all'idrogeno.
Per determinare l'E ° per una data sostanza, viene costruita una cella elettrochimica costituita da due semicelle. Uno è costituito da ioni H + e idrogeno neutro in equilibrio ed è noto come elettrodo standard all'idrogeno. L'altro contiene la sostanza da testare, sempre con forme ioniche e neutre in equilibrio. I due sono collegati da un ponte salino contenente un elettrolita adatto e la cella è collegata a un voltmetro, completando il circuito. Dove c'è una differenza nel potenziale redox, gli elettroni proveranno a fluire in un modo o nell'altro, creando una differenza potenziale che viene misurata dal voltmetro - in questo caso, viene utilizzato un voltmetro ad alta resistenza per prevenire qualsiasi flusso effettivo di attuale, in quanto ciò ridurrebbe il potenziale.
Se gli elettroni fluiscono dalla semicella di idrogeno verso l'altro, la sostanza ha un potenziale redox positivo ed è, in questo contesto, un agente ossidante. Se gli elettroni scorrono dall'altra parte, l'E ° è negativo, indicando un agente riducente. I termini "ossidante" e "riducente" come usati qui sono relativi all'idrogeno - la sostanza chimica sottoposta a test può comportarsi diversamente rispetto a un agente diverso. Ad esempio, in questo scenario l'idrogeno agisce come agente riducente o ossidante, a seconda di ciò che si trova nell'altra mezza cellula.
In questo modo è stata compilata una tabella di potenziale redox standard, che mostra i valori E ° per varie "mezze reazioni" che comportano l'aggiunta di elettroni a un determinato agente, come sarebbe il caso in una metà di una reazione redox. Ad esempio, il potenziale redox per uno ione di litio che guadagna un elettrone viene mostrato come semireazione: Li + + e - -> Li con un valore E ° di -3,05 volt, indicando che il litio è un forte agente riducente. Il valore per la formazione di ioni cloruro mediante aggiunta di elettroni al cloro è mostrato come Cl 2 + 2e - -> 2Cl - con un E ° di +1,36 volt, quindi il cloro è un agente ossidante. Conoscendo i potenziali redox di due sostanze è possibile prevedere se una reazione redox tra loro sia teoricamente possibile.