Standard elektrodepotensial, upresis betegnelse for standard reduksjonspotensial, kvantitativt mål for et atom, molekyl eller ions evne til å bli redusert. Halvcellereaksjonen 2H(aq) + 2e = H2(g) tjener som referansenivå med standard reduksjonspotensial null E0 = 0.

Redoks-reaksjoner kan beskrives med grunnlag i standard reduksjonspotensialer for de to involverte redoks-par. Et eksempel er en sinkstav, Zn, som settes ned i en løsning av kobbersulfat, CuSO4. Sink oksideres og løses, mens kobberioner reduseres og kobber avsettes som belegg på sinkstaven. Totalreaksjonen Cu2+ + Zn(s) = Cu(s) + Zn2+ kan beskrives ved to halvreaksjoner: Zn = Zn2+ + 2e og Cu2+ + 2e = Cu. Under disse betingelser foregår reaksjonen som en spontan/frivillig prosess, den tilhørende elektronoverføringen foregår på en ukontrollert måte, og den frigjorte kjemiske energien går over i varme.

I en galvanisk Zn/Cu-celle kan en slik reaksjon kontrolleres ved strømutkobling. En galvanisk Zn/Cu-celle består av en sinkstav som er dyppet i en sinksulfatløsning og en kobberstav dyppet i en kobbersulfatløsning; de to løsningene er skilt ved en porøs skillevegg. Når de to elektrodene (stavene) forbindes med en ledning, kan elementet levere strøm (som registreres og måles). I en slik celle omformes energien i en kjemisk reaksjon til elektrisk energi. Den halvreaksjonen som har det mest positive reduksjonspotensialet, skjer som reduksjon, i eksempelet er reduksjonspotensialet størst for Cu2+/Cu. Er \(E^0_{\ce{Zn}}\) og \(E^0_{\ce{Cu}}\) reduksjonspotensialene, vil cellens elektromotoriske spenning være: \[E^0_{\ce{celle}} = E^0_{\ce{Cu}} - E^0_{\ce{Zn}}\] under forutsetning av at CuSO4 og ZnSO4 er i standardtilstanden, dvs. har temperaturen 25 °C og konsentrasjon 1 M. Spenningen for et galvanisk element avhenger av hvilke redoks-reaksjoner som inngår og konsentrasjonen av de aktuelle løsninger. Poenget med en galvanisk celle er at halvreaksjonen er lokalisert til hver sin halvdel av elementet. Elektroden som er knyttet til oksidasjon av Zn til Zn2+, kalles anode og utgjør den negative pol, den som er knyttet til reduksjon av Cu2+ kalles katode (positiv pol).

Eksperimentelt er det enkelt å måle et galvanisk elements elektromotoriske spenning, men de enkelte elektroders reduksjonspotensialer kan ikke måles direkte. Kobles en sinkelektrode til en H2/H+-referanseelektrode (se hydrogenelektrode) med E0 = 0 V, vil man under standardbetingelser måle en spenning på 0,76 volt, noe som betyr at \(E^0_{\ce{Zn}} = –0{,}76 \, \mathrm{V}\). Kobles hydrogenelektroden på samme måte med Cu-elektroden, måles \(E^0_{\ce{celle}} = 0{,}34 \, \mathrm{V}\), dvs. at \(E^0_{\ce{Cu}} = 0{,}34 \, \mathrm{V}\). Ut fra dette kan man forutsi den elektromotoriske standard cellespenning når en Zn-elektrode kobles til en Cu-elektrode: \(E^0_{\ce{celle}} = 0{,}34 \, \mathrm{V} – (–0{,}76) \, \mathrm{V} = 1{,}10 \, \mathrm{V}\).

Standard elektrodepotensial

Standard reduksjonspotensial

Oksidert form Redusert form E0 (volt)
Li+ + e- ⇆ Li -3,05
K+ + e- ⇆ K -2,93
Ca2+ + 2e- ⇆ Ca -2,87
Na+ + e- ⇆ Na -2,71
Mg2+ + 2e- ⇆ Mg -2,37
Al3+ + 3e- ⇆ Al -1,66
2H2O + 2e- ⇆ H2 + 2OH- -0,83
Zn2+ + 2e- ⇆ Zn -0,76
Fe2+ + 2e- ⇆ Fe -0,44
Sn2+ + 2e- ⇆ Sn -0,14
Pb2+ + 2e- ⇆ Pb -0,13
2H+ + 2e- ⇆ H2 0,00
S + 2H+ + 2e- ⇆ H2S 0,14
Sn4+ + 2e- ⇆ Sn2+ 0,15
SO42- + 2H+ + 2e- ⇆ H2SO3 + H2O 0,17
Cu2+ + 2e- ⇆ Cu 0,34
O2 + 2H2O + 4e- ⇆ 4OH- 0,40
I2 + 2e- ⇆ 2I- 0,54
O2 + 2H+ + 2e- ⇆ H2O2 0,68
Fe3+ + e- ⇆ Fe2+ 0,77
Ag+ + e- ⇆ Ag 0,80
Hg2+ + 2e- ⇆ Hg 0,85
NO3- + 4H+ + 3e- ⇆ NO + 2H2O 0,96
Br2 + 2e- ⇆ 2Br- 1,09
O2 + 4H+ + 4e- ⇆ 2H2O 1,23
Cr2O72- + 14H+ + 6e- ⇆ 2Cr3+ + 7H2O 1,33
Cl2 + 2e- ⇆ 2Cl- 1,36
ClO3- + 6H+ + 6e- ⇆ Cl- + 3H2O 1,45
PbO2 + 4H+ + 2e- ⇆ Pb2+ + 2H2O 1,46
HOCl + H+ + 2e- ⇆ Cl- + H2O 1,49
Au3+ + 3e- ⇆ Au 1,50
MnO4- + 8H+ + 5e- ⇆ Mn2+ + 4H2O 1,51
H2O2 + 2H+ + 2e- ⇆ 2H2O 1,77
O3 + 2H+ + 2e- ⇆ O2 + H2O 2,07
F2 + 2e- ⇆ 2F- 2,87

Foreslå endringer i tekst

Foreslå bilder til artikkelen

Kommentarer

Har du spørsmål om artikkelen? Skriv her, så får du svar fra fagansvarlig eller redaktør.

Du må være logget inn for å kommentere.