酸化還元電位とは何ですか？

レドックス電位は、標準電極電位とも呼ばれ、1つの反応物が還元され、もう1つが酸化される化学反応である還元酸化反応または「レドックス」反応で、物質が電子を簡単に失ったり獲得したりする尺度です。 電子は還元剤から酸化剤に移動します。 これは、2つの間の電位として表され、ボルトで測定されます。 負の値は、電子を失う傾向がある還元剤を示し、正の値は、電子を獲得する傾向がある酸化剤を示します。 酸化還元電位はE°で示されることもあります。

実際には、酸化還元電位は物質のペアについてのみ測定でき、電子が特定の化学物質からまたは特定の化学物質に流れるかどうかは、そのペアの他のメンバーに依存します。 したがって、絶対値ではなく相対値です。 元素、化合物、イオンの標準値を確立するために、ゼロのE°を持つとみなされる水素の「標準」に対してレドックス電位測定が実行されるため、このような値はすべて水素に関連します。

特定の物質のE°を決定するために、2つの半電池で構成される電気化学電池が構築されます。 1つは平衡状態にあるH +イオンと中性水素で構成され、標準的な水素電極として知られています。 もう1つには、テスト対象の物質が含まれていますが、ここでも平衡状態にあるイオン型と中性型があります。 2つは適切な電解質を含む塩橋でリンクされ、セルは電圧計に接続されて回路が完成します。 酸化還元電位に差がある場合、電子は何らかの方法で流れようとし、電圧計で測定される電位差を作り出します。この場合、実際の流れを防ぐために高抵抗電圧計が使用されますこれは可能性を減らすためです。

電子が水素半電池から他の半電池に流れる場合、物質は正の酸化還元電位を持ち、この文脈では酸化剤です。 電子が逆方向に流れる場合、E°は負であり、還元剤を示します。 ここで使用される「酸化」および「還元」という用語は、水素に関連しています。テストされる化学物質は、異なる薬剤に対して異なる動作をする場合があります。 たとえば、このシナリオでは、水素は他の半電池の内容に応じて、還元剤または酸化剤として機能します。

このようにして、標準的な酸化還元電位表が編集され、酸化還元反応の半分の場合のように、特定の薬剤への電子の付加を含むさまざまな「半反応」のE°値が示されます。 たとえば、電子を獲得するリチウムイオンの酸化還元電位は半反応として示されます。Li ⁺ + e--> LiはE°値が-3.05ボルトで、リチウムが強力な還元剤であることを示します。 塩素への電子の付加による塩化物イオンの形成の値は、Cl ₂ + 2e--> 2Cl-として示され、E°+1.36ボルトであるため、塩素は酸化剤です。 2つの物質の酸化還元電位を知ることにより、それらの間の酸化還元反応が理論的に可能かどうかを予測することができます。