Standardredoxpotentialen

Standardredoxpotentialen, eller E°, er en termodynamisk størrelse som beskriver tendensen til at et kjemisk stoff blir redusert (tar opp elektroner) under standardbetingelser. Den måles relativt til standard hydrogen-elektoroden (SHE) som referanse. Standardbetingelsene inkluderer temperatur på 25°C, aktiviteter for alle oppløste arter lik 1 (nær 1 M for stoffer i løsning) og trykk på 1 atm for gasser. For reaksjoner som involverer protoner, defineres E° ved pH = 0; i biokjemi brukes ofte E°' ved pH = 7.

Forholdet mellom E° og energi er gitt ved ΔG° = −nF E°, der n er antallet overførte elektroner og F er Faradays konstant. Nernst-ligningen binder E° til de faktiske forholdene i reaksjonen: E = E° − (RT/nF) ln Q, hvor Q er reaksjonsquotienten. Ved 25°C blir formelen ofte skrevet som E = E° − (0,05916/n) log10 Q. Dette muliggjør beregning av potensialet under ikke-standard betingelser.

Vanlige standardpotensialer inkluderer H+/H2 ved 0,00 V (SHE), Cu2+/Cu ≈ +0,337 V, Fe3+/Fe2+ ≈ +0,771 V, Zn2+/Zn ≈ −0,763 V og O2/H2O i syre løsning ≈ +1,23 V. E°-verdier varierer mellom systemer og referanseveilder.

Anvendelser omfatter vurdering av spontane redoksreaksjoner i elektrolyse og batterier, design av elektrokjemiske celler og studier av korrosjon. Begrensninger inkluderer avvik fra standardtilstander på grunn av temperatur, ikke-ideelle aktiviteter, kompleksioner og kjemisk kontekst, som kan endre effektive potensialer.