Hva er Redox-potensialet?

Redoxpotensial, også kjent som standard elektrodepotensial, er et mål på hvor lett et stoff mister eller får elektroner i en reduksjonsoksydasjon - eller "redoks" - reaksjon, en kjemisk reaksjon der den ene reaktanten reduseres og den andre oksideres. Elektroner beveger seg fra reduksjonsmiddelet til oksidasjonsmiddelet. Dette kan uttrykkes som et elektrisk potensial mellom de to og målt i volt. En negativ verdi indikerer et reduksjonsmiddel, med en tendens til å miste elektroner, og en positiv verdi indikerer et oksidasjonsmiddel, med en tendens til å få elektroner. Redokspotensialet er noen ganger betegnet med E °.

Rent praktisk kan redokspotensialet bare måles for par av stoffer, og om elektroner strømmer fra eller til et gitt kjemisk stoff avhenger av det andre elementet i paret. Det er derfor en relativ, snarere enn en absolutt, verdi. For å etablere standardverdier for elementer, forbindelser og ioner, utføres redokspotensialmåling mot en "standard" av hydrogen, som antas å ha en E ° på null, så alle slike verdier er i forhold til hydrogen.

For å bestemme E ° for et gitt stoff, konstrueres en elektrokjemisk celle bestående av to halvceller. Den ene består av H + -ioner og nøytralt hydrogen i likevekt og er kjent som en standard hydrogenelektrode. Den andre inneholder stoffet som skal testes, igjen med ioniske og nøytrale former i likevekt. De to er koblet sammen av en saltbro som inneholder en passende elektrolytt, og cellen er koblet til et voltmeter, og fullfører kretsen. Der det er en forskjell i redokspotensialet, vil elektronene prøve å strømme på den ene eller den andre måten, og skape en potensialforskjell som måles av voltmeteret - i dette tilfellet brukes en høymotstand voltmeter for å forhindre faktisk strøm av nåværende, da dette ville redusere potensialet.

Hvis elektroner strømmer fra hydrogenhalvcellen til den andre, har stoffet et positivt redokspotensiale og er i denne sammenheng et oksidasjonsmiddel. Hvis elektroner strømmer den andre veien, er E ° negativ, noe som indikerer et reduksjonsmiddel. Uttrykkene "oksiderende" og "reduksjon" som brukt her er i forhold til hydrogen - kjemikaliet som testes kan oppføre seg annerledes i forhold til et annet middel. I dette scenariet fungerer for eksempel hydrogen som et reduksjonsmiddel eller et oksidasjonsmiddel, avhengig av hva som er i den andre halvcellen.

På denne måten er det laget en standard redokspotensialtabel som viser E ° -verdiene for forskjellige "halvreaksjoner" som involverer tilsetning av elektroner til et gitt middel, som det ville være tilfelle i halvparten av en redoksreaksjon. For eksempel vises redokspotensialet for et litiumion som får et elektron som halvreaksjonen: Li ⁺ + e ^- -> Li med en E ° -verdi på -3,05 volt, som indikerer at litium er et sterkt reduksjonsmiddel. Verdien for dannelse av kloridioner ved tilsetning av elektroner til klor er vist som Cl ₂ + 2e ^- -> 2Cl ^- med en E ° på +1,36 volt, så klor er et oksidasjonsmiddel. Ved å kjenne til redokspotensialene til to stoffer er det mulig å forutsi om en redoksreaksjon mellom dem teoretisk er mulig.