Redoxpotentiale ( redoxpotentiale fra engelsk redox - red uction- oxidation reaction , E h eller Eh ) er et mål for et kemisk stofs evne til at binde elektroner ( genvinde [1] ). Redoxpotentialet er udtrykt i millivolt (mV). Et eksempel på en redoxelektrode er: Pt/Fe 3+ , Fe 2+ .
Redoxpotentialet er defineret som det elektriske potentiale , der etableres, når platin eller guld ( inert elektrode ) nedsænkes i et redoxmedium , det vil sige i en opløsning, der indeholder både en reduceret forbindelse (A red ) og en oxideret forbindelse (A ox ). Hvis reduktionshalvreaktionen er repræsenteret ved ligningen :
En okse + n e − → En rød ,
så udtrykkes redoxpotentialets kvantitative afhængighed af koncentrationen (mere præcist aktiviteter ) af de reagerende stoffer ved Nernst-ligningen .
Redoxpotentialet bestemmes ved elektrokemiske metoder ved hjælp af en glaselektrode med en red-ox funktion [2] og udtrykkes i millivolt (mV) i forhold til en standard brintelektrode under standardbetingelser .
I biokemi bruges udtrykket reduktiv ækvivalent ofte til at henvise til en elektronækvivalent (elektron eller elektron og proton osv.) overført fra en donor til en acceptor . Dette udtryk siger ikke noget om, hvad der præcist overføres - en elektron som sådan, et hydrogenatom , en hydridion (H- ) , eller om overførslen sker i en reaktion med oxygen , hvilket fører til dannelsen af et oxideret produkt.
Et reduktionsmiddels evne til at donere elektroner til et oxidationsmiddel udtrykkes ved værdien af redoxpotentialet (standardreduktionspotentialet) eller redoxpotentialet. Redoxpotentialet bestemmes ved at måle den elektromotoriske kraft (emf) i volt, der opstår i en halvcelle, hvori reduktionsmidlet og oxidationsmidlet , til stede i koncentrationer svarende til 1 mol / liter ved 25°C og pH 7,0, er i ligevægt med en elektrode , der er i stand til at acceptere elektroner fra et reduktionsmiddel og overføre dem til et oxidationsmiddel. Redoxpotentialet for reaktionen Н 2 → 2Н + + 2e − blev vedtaget som en standard , som ved et tryk af gasformigt hydrogen på 1 atmosfære ved en koncentration af H + ioner lig med 1 mol / liter (hvilket svarer til pH = 0) og ved 25 ° С, tages betinget som nul. Under betingelserne for pH-værdien, der er vedtaget som standard for biokemiske beregninger, det vil sige ved pH 7,0, er redoxpotentialet (E °´) af hydrogenelektroden (H 2 / 2H + system ) -0,42 V.
Redoxpotentialeværdier ( E °´) for nogle redoxpar, der spiller en vigtig rolle i elektronoverførsel i biologiske systemer :
| Reduktionsmiddel | Oxidationsmiddel | E o ', V |
|---|---|---|
| H 2 | 2H + | -0,42 |
| OVER • H + H + | OVER + | -0,32 |
| NADP • H + H + | NADP + | -0,32 |
| Flavoprotein (udvundet) | Flavoprotein (oxideret) | -0,12 |
| Coenzym Q • H 2 | Coenzym 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 |
Et system med et mere negativt redoxpotentiale har en større evne til at donere elektroner til et system med et mere positivt redoxpotentiale. For eksempel vil et par af NAD • H / NAD + , hvis redoxpotentiale er -0,32 V, donere sine elektroner til redoxparret flavoprotein ( reduceret ) / flavoprotein (oxideret), med et potentiale på -0,12 V, der er mere positiv. Den store positive værdi af redoxpotentialet for redoxparret vand/ilt (+0,82 V) indikerer, at dette par har en meget svag evne til at donere elektroner (det vil sige evnen til at danne molekylær oxygen ) er meget svag. Ellers kan vi sige, at molekylært oxygen har en meget høj affinitet til elektroner eller brintatomer .