Redox-potentiaali ( redox-potentiaali englanninkielisestä redox - red uction- oxidation - reaktiosta , Eh tai Eh ) on mitta kemiallisen aineen kyvystä kiinnittää elektroneja ( palauttaa [1] ). Redox-potentiaali ilmaistaan millivolteina (mV). Esimerkki redox-elektrodista ovat: Pt/Fe3 + , Fe2 + .
Redox-potentiaali määritellään sähköpotentiaaliksi , joka muodostuu, kun platina tai kulta ( inertti elektrodi ) upotetaan redox-väliaineeseen , eli liuokseen , joka sisältää sekä pelkistettyä yhdistettä ( Apunainen ) että hapettunutta yhdistettä (A ox ). Jos pelkistyspuolireaktiota edustaa yhtälö :
Härkä + n e − → punainen ,
silloin redox-potentiaalin kvantitatiivinen riippuvuus reagoivien aineiden pitoisuudesta (tarkemmin sanottuna aktiivisuudesta ) ilmaistaan Nernst-yhtälöllä .
Redox-potentiaali määritetään sähkökemiallisilla menetelmillä käyttämällä lasielektrodia , jossa on red-ox-funktio [2] , ja se ilmaistaan millivolteina (mV ) suhteessa standardiin vetyelektrodiin standardiolosuhteissa .
Biokemiassa termiä pelkistävä ekvivalentti käytetään usein viittaamaan yhteen elektroniekvivalenttiin (elektroni tai elektroni ja protoni jne.) , joka on siirretty luovuttajalta vastaanottajalle . Tämä termi ei kerro mitään siitä, mitä tarkalleen siirretään - elektroni sellaisenaan, vetyatomi, hydridi - ioni (H- ) , tai tapahtuuko siirto reaktiossa hapen kanssa , mikä johtaa hapettuneen tuotteen muodostumiseen.
Pelkistävän aineen kyky luovuttaa elektroneja hapettavalle aineelle ilmaistaan redox-potentiaalin (standardipelkistyspotentiaali) tai redox-potentiaalin arvona. Redox-potentiaali määritetään mittaamalla sähkömotorinen voima (emf) voltteina, joka esiintyy puolikennossa, jossa pelkistävä aine ja hapetin , joita on pitoisuuksina 1 mol / l lämpötilassa 25 °C ja pH 7,0, ovat tasapaino elektrodin kanssa, joka pystyy vastaanottamaan elektroneja pelkistävästä aineesta ja siirtämään ne hapettavalle aineelle. Reaktion Н 2 → 2Н + + 2e − redox-potentiaali otettiin käyttöön standardina , joka kaasumaisen vedyn paineessa 1 ilmakehä H + -ionipitoisuudessa 1 mol/l (joka vastaa pH = 0) ja 25 °C:ssa, on ehdollisesti nolla. Biokemiallisten laskelmien standardiksi otetun pH-arvon olosuhteissa, eli pH :ssa 7,0, vetyelektrodin ( H 2 / 2H + -järjestelmä) redox-potentiaali (E °´) on −0,42 V.
Redox- potentiaaliarvot (E°´) joillekin redox - pareille, joilla on tärkeä rooli elektroninsiirrossa biologisissa järjestelmissä :
| Pelkistävä aine | Hapettaja | E o ', V |
|---|---|---|
| H 2 | 2H + | -0,42 |
| YLI • H + H + | YLI + | -0,32 |
| NADP • H + H + | NADP + | -0,32 |
| Flavoproteiini (palautettu) | Flavoproteiini (hapetettu) | -0,12 |
| Koentsyymi Q • H 2 | Koentsyymi Q | +0,04 |
| Sytokromi B (Fe 2+ ) | Sytokromi B (Fe 3+ ) | +0,07 |
| Sytokromi C1 (Fe 2+ ) | Sytokromi C1 (Fe 3+ ) | +0,23 |
| Sytokromi A (Fe 2+ ) | Sytokromi A (Fe 3+ ) | +0,29 |
| Sytokromi A3 (Fe 2+ ) | Sytokromi A3 (Fe 3+ ) | +0,55 |
| H2O _ _ | ½ O 2 | +0,82 |
Järjestelmällä, jolla on negatiivisempi redox-potentiaali, on suurempi kyky luovuttaa elektroneja järjestelmälle, jolla on positiivisempi redox-potentiaali. Esimerkiksi NAD • H / NAD + -pari , jonka redox-potentiaali on -0,32 V, luovuttaa elektroninsa redox - parille flavoproteiini ( pelkistetty ) / flavoproteiini (hapetettu), jonka potentiaali on -0,12 V, joka on positiivisempi. Redox-parin vesi/happi-pelkistyspotentiaalin suuri positiivinen arvo (+0,82 V) osoittaa, että tällä parilla on erittäin heikko kyky luovuttaa elektroneja (eli kyky muodostaa molekyylistä happea ) on erittäin heikko. Muuten voidaan sanoa, että molekyylihapella on erittäin korkea affiniteetti elektroneihin tai vetyatomeihin .