Redoxpotential ( redoxpotential från engelska redox - red uction- oxidation reaction , Eh eller Eh ) är ett mått på ett kemiskt ämnes förmåga att fästa elektroner ( återhämta [ 1] ). Redoxpotentialen uttrycks i millivolt (mV). Ett exempel på en redoxelektrod är: Pt/Fe3 + , Fe2 + .
Redoxpotentialen definieras som den elektriska potential som etableras när platina eller guld ( inert elektrod ) nedsänks i ett redoxmedium , det vill säga i en lösning som innehåller både en reducerad förening (A röd ) och en oxiderad förening (A oxe ). Om reduktionshalvreaktionen representeras av ekvationen :
A oxe + n e − → A röd ,
sedan uttrycks redoxpotentialens kvantitativa beroende av koncentrationen (mer exakt aktiviteter ) av de reagerande ämnena med Nernst-ekvationen .
Redoxpotentialen bestäms med elektrokemiska metoder med användning av en glaselektrod med en red-ox-funktion [2] och uttrycks i millivolt (mV) i förhållande till en standardväteelektrod under standardförhållanden .
Inom biokemi används termen reduktiv ekvivalent ofta för att hänvisa till en elektronekvivalent (elektron eller elektron och proton , etc.) som överförs från en givare till en acceptor . Denna term säger inget om exakt vad som överförs - en elektron som sådan, en väteatom , en hydridjon (H- ) , eller om överföringen sker i en reaktion med syre , vilket leder till bildandet av en oxiderad produkt.
Förmågan hos ett reduktionsmedel att donera elektroner till ett oxidationsmedel uttrycks av värdet på redoxpotentialen (standardreduktionspotential) eller redoxpotential. Redoxpotentialen bestäms genom att mäta den elektromotoriska kraften (emf) i volt som uppstår i en halvcell där reduktionsmedlet och oxidationsmedlet , närvarande i koncentrationer lika med 1 mol / liter vid 25 °C och pH 7,0, finns i jämvikt med en elektrod som kan ta emot elektroner från ett reduktionsmedel och överföra dem till ett oxidationsmedel. Redoxpotentialen för reaktionen Н 2 → 2Н + + 2e − antogs som en standard , som vid ett tryck av gasformigt väte av 1 atmosfär vid en koncentration av H + joner lika med 1 mol / liter (vilket motsvarar pH = 0) och vid 25 ° С, tas villkorligt som noll. Under betingelserna för pH-värdet som används som standard för biokemiska beräkningar, det vill säga vid pH 7,0, är redoxpotentialen (E °´) för väteelektroden (H 2 / 2H + system ) -0,42 V.
Redoxpotentialvärden (E°´) för vissa redoxpar som spelar en viktig roll vid elektronöverföring i biologiska system :
| Reduktionsmedel | Oxidationsmedel | E o ', V |
|---|---|---|
| H 2 | 2H + | -0,42 |
| ÖVER • H + H + | ÖVER + | -0,32 |
| NADP • H + H + | NADP + | -0,32 |
| Flavoprotein (återvunnen) | Flavoprotein (oxiderat) | -0,12 |
| Koenzym Q • H 2 | Koenzym Q | +0,04 |
| Cytokrom B (Fe 2+ ) | Cytokrom B (Fe 3+ ) | +0,07 |
| Cytokrom C1 (Fe 2+ ) | Cytokrom C1 (Fe 3+ ) | +0,23 |
| Cytokrom A (Fe 2+ ) | Cytokrom A(Fe 3+ ) | +0,29 |
| Cytokrom A3 (Fe 2+ ) | Cytokrom A3 (Fe 3+ ) | +0,55 |
| H2O _ _ | ½ O 2 | +0,82 |
Ett system med en mer negativ redoxpotential har en större förmåga att donera elektroner till ett system med en mer positiv redoxpotential. Till exempel kommer ett par av NAD • H / NAD + , vars redoxpotential är -0,32 V, att donera sina elektroner till redoxparet flavoprotein ( reducerat ) / flavoprotein (oxiderat), som har en potential på -0,12 V, som är mer positiv. Det stora positiva värdet på redoxpotentialen för redoxparet vatten/syre (+0,82 V) indikerar att detta par har en mycket svag förmåga att donera elektroner (det vill säga förmågan att bilda molekylärt syre ) är mycket svag. Annars kan vi säga att molekylärt syre har en mycket hög affinitet för elektroner eller väteatomer .