redoksipotentiaali

Redoksipotentiaali on kemiallisen järjestelmän kykyjä käsitellä elektroneja: se kuvaa, kuinka helposti yhdiste vastaanottaa elektroneja (pelkistyminen) tai luovuttaa niitä (oksidatio). Potentiaali ilmoitetaan sähköjohtimessa käytetyn viiteelektroditin suhteen, ja se mittaa redoxreaktioiden ajautumista kohti pelkistävää tai oksidoivaa päätepistettä.

Standardipotentiaali E°, määritellään standard conditions -tilanteessa (yleensä konsentraatiot 1 M, lämpötila 25 °C). Biokehyksessä käytetään usein E°′-arvoja, jotka on vakioitu fysiologiselle pH:lle (noin pH 7). E° ja E°′ antavat käsityksen siitä, millaisia voimakkaita oksidantteja tai pelkistimiä yhdisteet ovat kyseisissä olosuhteissa.

Todellinen redoksipotentiaali E riippuu pelkistysparin oksidoituneen ja pelkistyneen muodon pito-

tusesta (Q-tilasta). Nernstin yhtälö kuvaa tämän riippuvuuden: E = E° − (RT/nF) ln Q. Lämpötilan ollessa 25 °C voidaan käyttää likimääräistä muotoa E ≈ E° − (0,05916/n) log10(Q). Mitä suurempi E, sitä vahvempi oksidantti ja mitä pienempi, sitä vahvempi pelkistin.

Sovellukset ja merkitys ovat laajat: elektrochemistryssä, korroosion ja paristojen sekä polttokennojen tutkimuksessa; biokemiassa soluissa elektronit kulkevat pelkistys- ja oksidointireittejä pitkin, kuten NAD+/NADH- ja O2/H2O-parit. Redoksipotentiaali kuvaa siten prosessien energetiä ja suuntaa.

Tärkeää on ymmärtää, että potentiaali on vždy riippuvainen olosuhteista (pH, temperatura, ionic strength) ja viitejärjestelmästä, joten arvot ovat kontekstisidonnaisia.