Redoxförhållanden

Redoxförhållanden beskriver tillstånd där elektronöverföring mellan ämnen sker, dvs hur oxidations- och reduktionsegenskaperna råder i ett system. Det centrala måttet är redoxpotentialen Eh, som anger en substans tendens att få elektroner överförda. Eh bestäms av de ingående redoxparen och av temperatur, tryck samt koncentrationer eller aktiviteter av ämnen i lösning eller gasfas. I standardläget används standardredoxpotentialen E° för att jämföra olika par, men den verkliga Eh varierar med sammansättningen och pH.

Eh kan beräknas med Nernst ekvation: E = E° − (RT/nF) ln Q. Vid 25 °C förenklas det till E = E° − (0,05916/n) log10 Q. Denna relation visar hur redoxresultatet påverkas av vilka produkter och reaktanter som finns närvarande samt av protonernas deltagande i reaktionen. Mått och tolkning av Eh kräver ofta hänsyn till pH eftersom många biologiska och geokemiska redoxreaktioner är protonberoende.

Vanliga redoxpar inkluderar Fe3+/Fe2+, MnO4−/Mn2+, NO3−/NO2− och S2−/SO4^2−. Dessa par styr kemiska omvandlingar och mineralbildning i miljöer samt organismers metabolism.

Redoxförhållanden är centrala inom kemi, biologi, miljövetenskap och materialteknik. De påverkar näringsämnenas tillgång i jord och vatten, biogeokemiska cykler, korrosion, vattenbehandling och energiproduktion i mikroorganismer. Mätning av Eh tillsammans med pH ger ofta en funktionell bild av systemets oxideringsreduktionsstatus.

---