redokspotensial – Store norske leksikon

Redokspotensial med to halvreaksjoner sink (Zn/Zn²⁺) og kobber (Cu²⁺/Cu).

Redokspotensial halvreaksjoner sink og kobber

Av HAa.

Lisens: CC BY SA 3.0

Redokspotensial er et mål på styrken og retningen elektroner forflytter seg mellom stoffer.

Faktaboks

Også kjent som: Reduksjonsoksidasjonpotensial, reduksjonspotensial, standard redokspotensial, E^o , Eh.

Stoffer som avgir elektroner blir oksidert, mens stoffer som mottar elektroner blir redusert. I kjemiske reaksjoner hvor elektroner overføres mellom stoffer (redoksreaksjoner) vil det alltid være et stoff som gir fra seg elektron og et som mottar. De to stoffene danner et redokspar. Redoksreaksjoner er svært utbredt og er fundamentalt i oppbygging av biologiske stoffer (for eksempel fotosyntese) til nedbrytning eller celleånding (for eksempel vedfyring og glykolysen).

Redokspotensialet har måleenhet volt (V) eller millivolt (mV). Forskjellen i redokspotensial mellom to redokspar angir hvor mye energi som er tilgjengelig for arbeid ved å flytte elektroner, elektronstyrken. Redokspotensialet kan forklare i hvilken retning elektroner vil bevege seg i elektrontransportkjeder i cellerespirasjon, fotosyntese og andre biologiske redoksreaksjoner, samt innen elektrokjemi (elektrolyse, energilagring i batterier, brenselsceller). Alle potensialer er en referanse, og nullpunktet for et redokspotensial er en standard hydrogenelektrode.

Reduksjonsmiddel og oksidasjonsmiddel

Et reduksjonsmiddel har et mer negativt redokspotensial. Et oksidasjonsmiddel har et mer positivt redokspotensial.

Evnen et redokssystem har til å utføre arbeid avhenger av konsentrasjonsforholdet mellom reduksjonsmiddelet og oksidasjonsmiddelet samt potensialforskjellen mellom de to halvcellene.

Utregning

Standard redokspotensial kan regnes om til det aktuelle redokspotensialet E ved forskjellige konsentrasjoner (egentlig aktivitet) av reduksjonsmiddel og oksidasjonsmiddel. Utregningen gjøres med nernstligningen:

\(\displaystyle E = E^o + \frac{RT}{nF} \ln\frac{[\text{oksidasjonsmiddel]}}{[\text{reduksjonsmiddel}]}\)

Hvor n er antall elektroner som blir overført per molekyl, R (8.31 J/mol K) er den universelle gasskonstanten, T er absolutt temperatur i Kelvin, F (96485 C/mol e^-) er faradaykonstanten som angir ladningen til ett mol elektroner (eller ett mol protoner), ln er den naturlig logaritmen med grunntall e, og konsentrasjonene er henholdsvis [oksidasjonmiddel] og [reduksjonsmiddel].

Jo større forholdet redusert form/oksidert form er desto mer negativt er redokspotensialet.

Standard hydrogenelektrode

Redokspotensialet blir bestemt med en standard hydrogenelektrode som referanse hvor den ene halvcellen eller halvreaksjonen har per definisjon potensial E^o lik 0,00 V med 1 molar konsentrasjon H⁺, 25 ℃ og hydrogengass (H₂) med atmosfæretrykk (101,3 kPa). De to halvreaksjonene i en vannholdig løsning er koblet sammen via en saltbro og redokspotensialet angis relativt til hydrogenelektroden. En halvcelle som mottar elektroner fra hydrogenhalvcellen har positivt redokspotensial. En halvcelle eller halvpar som gir elektroner til hydrogenelektroden har negativt redokspotensial.

Som et eksempel standard hydrogen halvcelle i par med en kobberhalvcelle

Anode, oksidasjon: \(\ce{H2 -> 2H+ + 2e^{-}}\)

Katode, reduksjon: \(\ce{Cu^{2+} + 2e^{-} -> Cu}\)

E^ocelle= E^okatode – E^oanode

Hydrogenelektroden avgir elektroder til toverdig kobber (Cu²⁺ (aq)) som blir redusert til metallisk kobber (Cu(s)).

Det er upraktisk å arbeide med en standard hydrogenelektrode som referanse, og man bruker i stedet en sølv/sølvklorid eller kalomelelektrode som referanse og denne får et potensial i forhold til standard hydrogenelektrode.

Les mer i Store norske leksikon

redoksreaksjon

Kommentarer

Kommentarer til artikkelen blir synlig for alle. Ikke skriv inn sensitive opplysninger, for eksempel helseopplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan. Det kan ta tid før du får svar.

Du må være logget inn for å kommentere.

Fagansvarlig for Kjemi

Einar Skarstad Egeland

Førsteamanuensis, Nord universitet