redoxpotentiaalien

Redoxpotentiaalit ovat kemiallisten yhdisteiden kykyä vastaanottaa tai luovuttaa elektroneja. Ne ilmaistaan sähköpotentiaalina, yleensä voltteina, ja ne määritellään suhteessa referenssielektrodiin, useimmiten standardiin vetykatalysoituun elektrodiin (SHE). Redoxparien potentiaalit kertovat, millainen suunta elektroninsiirto reaktiossa on todennäköinen.

Redoxpotentiaalit riippuvat olosuhteista, kuten lämpötilasta, pH:sta sekä reaktioon osallistuvien yhdisteiden pitoisuuksista. Standardipotentiaali E° kuvaa tilannetta, jossa pitoisuudet ovat 1 molaaria ja lämpötila on 25 °C. Biologiassa käytetään usein E°', joka on muokattu standardipotentiaali ja olettaa pH:n olevan noin 7.

Nernstin yhtälö kuvaa, miten potentiaali muuttuu pitoisuuksien mukaan: E = E° − (RT/nF) ln([Red]/[Ox]). 25 °C:ssa tämä tiivistyy muotoon E = E° − (0,05916/n) log10([Red]/[Ox]). Protonejä koskevat reaktiot vaikuttavat termiin, jolloin pH:n vaikutus on huomattava. Näin erityisesti biologiset redoxparit voivat olla pH-herkkiä.

Mittaaminen tapahtuu potentmetiikkaan ja voltmetriaan perustuen, usein viittaamalla referenssielektrodiin ja työelektrodiin. Redoxpotentiaalit ovat keskeisiä korroosion, akkukäytön, ympäristö- ja geokemian sekä mikrobiologisen energian tutkimuksessa.

Esimerkkejä: Fe3+/Fe2+ -parin E° vs SHE on noin +0,77 V; O2/H2O -parin E°' pH7 on noin +0,82 V; NAD+/NADH -parin arvo pH7 on noin −0,32 V. Arvot riippuvat kuitenkin olosuhteista.