Potencial de redución

O potencial de redución, potencial redox ou potencial de oxidorredución (pE, ε, ou E_h) é unha medida da tendencia dunha especie química a adquirir electróns e, por tanto, a reducirse, medida en voltios (V) ou milivoltios (mV). Cada especie química ten o seu propio potencial de redución intrínseco; canto máis positivo sexa ese potencial, maior será a afinidade da especie polos electróns e a tendencia a ser reducida.

O potencial estándar de redución (E₀) mídese nunhas condicións estándar: 25 °C, concentración 1 M de cada ión participante na reacción, unha presión parcial de 1 atm para cada gas que participe na reacción, e cos metais no seu estado puro. O potencial estándar de redución defínese en relación a un eléctrodo de referencia que é o eléctrodo de hidróxeno estándar, ao que se lle dá arbitrariamente un potencial de 0,00 voltios. Nos sistemas biolóxicos o potencial estándar mídese a pH 7,0 (E'₀).

Medida e interpretción

En solucións acuosas, o potencial de redución é unha medida da tendencia da solución a gañar ou perder electróns cando está sometida a un cambio pola introdución dunha nova especie química. Unha solución cun potencial de redución máis alto (máis positivo ou menos negativo) que a nova especie terá tendencia a gañar electróns procedentes da nova especie (é dicir, a ser reducido ao oxidar a nova especie) e unha solución cun potencial de redución máis baixo (máis negativa ou menos positivo) terá a tendencia a perder electróns captados pola nova especie (é dicir, a oxidarse ao reducir a nova especie). Como os potenciais absolutos son difíciles de medir con exactitude, os potenciais de redución defínense en relación a un eléctrodo de referencia. Os potenciais de redución das solucións acuosas son determinados medindo a diferenza de potencial entre un eléctrodo sensor inerte en contacto coa solución e un eléctrodo de referencia estable conectado coa solución por unha ponte salina.

O eléctrodo sensor actúa como unha plataforma para a transferencia de electróns a ou desde a semicela de referencia. É normalmente de platino, aínda que poden usarse de ouro e grafito. A semicela de referencia consta dun estándar redox de potencial coñecido. O eléctrodo de hidróxeno estándar é a referencia a partir da cal se determinan todos os potenciais redox estándar e asignóuselle un potencial de semicela arbitrario de 0,0 mV. Porén, é fráxil e pouco práctico para o uso rotineiro de laboratorio. Por tanto, outros eléctrodos de referencia máis estables como o eléctrodo de cloruro de prata e o de calomelano saturado son os que se usan comunmente pola súa maior fiabilidade de funcionamento.

Aínda que a medida do potencial de redución en solucións acuosas é relativamente directa, hai moitos factores que limitan a súa interpretación, como os efectos da temperatua e pH da solución, reaccións irreversibles, cinética do eléctrodo lenta, non equilibrio, presenza de moitas parellas redox, envelenamento do eléctrodo, correntes de inercambio pequenas e parellas redox inertes. En consecuencia, as medicións prácticas a miúdo correlaciónanse con valores calculados. Non obstante, a medida do potencial de redución é útil como ferramenta analítica para monitorizar os cambios nun sistema en vez de determinar os seus valores absolutos (por exemplo, control de procesos e titulacións).