Ero sivun ”Redoxpotentiaali” versioiden välillä
| [katsottu versio] | [katsottu versio] |
Poistettu sisältö Lisätty sisältö
p kh, fix |
p typoja |
||
Rivi 1:
'''Redoxpotentiaali''' eli ''pelkistymispotentiaali'' <math>(E_{h})</math> on [[suure]], joka mittaa kemiallisen aineen tai [[ioni]]n taipumusta ottaa vastaan [[elektroni|elektroneja]] ja siten [[pelkistys|pelkistyä]]. Redoxpotentiaali mitataan [[jännite|jännitteen]] yksiköinä, siis [[voltti|voltteina]] (V) tai millivoltteina (mV).
Redoxpotentiaalia käytetään yleisesti myös yhtenä veden laatua kuvaavista suureista.<ref name=suslow>
Rivi 6:
== Mittaus ja sen merkitys ==
Vesiliuoksissa redoxpotentiaali mittaa liuoksen taipumusta vastaanottaa tai luovuttaa elektroneja, kun liuokseen lisätään tai se joutuu kosketuksiin jonkin muun aineen kanssa. Jos liuoksen redoxpotentiaali on alempi (negatiivisempi) kuin lisätyn aineen, jälkimmäisellä on taipumus pelkistyä eli ottaa elektroneja liuoksessa ennestään olleilta aineilta, jotka se täten hapettaa. Jos taas liuoksen redoxpotentiaali on korkeampi (positiivisempi) kuin lisätyn aineen, jälkimmäisellä on taipumus hapettua
Täten liuoksen ja siihen lisätyn aineen välille muodostuu sähköinen [[potentiaaliero]]. Tämä potentiaaliero eli redoxpotentiaali voidaan määrittää mille tahansa [[elektrodi]]lle, jollaisena voi toimia:
# jokin alkuaine, yleensä [[metalli]], kosketuksissa omia ionejaan sisältävän liuoksen kanssa
# reagoimaton metalli kuten [[kulta]] tai [[platina]] liuoksessa, joka sisältää jonkin muun alkuaineen alempi- ja korkeampiarvoisia ioneja, tai
# niukkaliukoisella suolallaan peitetty metalli kosketuksissa sellaisen runsasliukoisen suolan liuoksen kanssa, jossa on sama [[anioni]].<ref name=Kemia252>{{kirjaviite | Tekijä = Antti Kivinen, Osmo Mäkitie | Nimeke = Kemia | Sivu = 252–253 | Julkaisija = Otava | Vuosi = 1988 | Tunniste = ISBN 951-1-10136-6}}</ref>.
Jokaiseen tällaiseen elektrodiin liittyy jokin [[puolireaktio]]. Esimerkiksi [[lyijy]]n ja
* Pb<sup>2+</sup> + 2 e<sup>−</sup> <==> Pb(s)
Vastaavasti jos platinalanka on upotettu sekä rauta(II)- että rauta(III)-ioneja sisältävään liuokseen, puolireaktio on
* Fe<sup>3+</sup> + e<sup>−</sup> <==> Fe<sup>2+</sup>.<ref name=Kemia252 />
Yksittäiselle elektrodille tätä potentiaalieroa ei kuitenkaan voida mitata tyydyttävällä ja toistettavalla tavalla.<ref name=Kemia252 /> Sen vuoksi redoxpotentiaalit yleensä mitataan verrattuna johonkin toiseen [[elektrodi]]in, jonka potentiaali sovitaan nollaksi. Vesiliuosten redoxpotentiaalit määritetään mittaamalla potentiaaliero liuoksen kanssa kosketuksissa olevan inertin elektrodin sekä vakaan vertailuelektrodin välillä, joka on yhdistetty liuokseen [[suolasilta|suolasillan]] välityksellä.<ref name="Environmental Chemistry (vanLoon)">{{cite book|last=vanLoon|first=Gary|title=Environmental Chemistry—a global perspective|year=2011|publisher=Oxford University Press|isbn=978-0-19-922886-7|pages=235–248|edition=3rd|coauthors=Duffy, Stephen}}</ref>
Inertti elektrodi toimii välittäjänä, jonka kautta elektronit siirtyvät vertailuelektrodiin tai tulevat sieltä. Se tehdään tavallisesti [[platina]]sta, joskin myös [[kulta]]a ja [[grafiitti]]a voidaan käyttää.
Vaikka redoxpotentiaalin mittaaminen vesiliuoksille on melko suoraviivaista, monet tekijät rajoittavat tuloksen käyttökelpoisuutta. Sellaisia ovat liuoksen [[lämpötila]] ja [[pH]], siinä tapahtuvat [[irreversiibeli reaktio|irreversiibelit reaktiot]] ja reaktiot, jotka eivät vielä ole saavuttaneet [[kemiallinen tasapaino|tasapainoa]].
Rivi 25:
== Normaalipotentiaali ==
'''Normaalipotentiaali''' (<math>E_{0}</math>) on elektrodin redoxpotentiaali verrattuna [[standardivetyelektrodi]]in 25 °C:n lämpötilassa, kun jokaisen reaktioon osallistuvan [[ioni]]n [[konsentraatio]] on 1 [[molaarisuus|M]], jokaisen reaktioon osallistuvan [[kaasu]]n osapaine yksi [[normaali-ilmakehä]] ja metallit ovat puhtaassa muodossa. Standardivetyelektrodin normaalipotentiaali on sovittu nollaksi.
Normaalipotentiaali ilmoitetaan tavallisesti pelkistymispotentiaalina. Joissakin maissa kuten [[Yhdysvallat|Yhdysvalloissa]] ja [[Kanada]]ssa on kuitenkin tavallisimmin käytetty hapettumispotentiaaleja, jotka ovat ovat pelkistymispotentiaalien [[vastaluku]]ja. Selvyyden vuoksi normaalille hapettumis- ja pelkistymispotentiaalille voidaan käyttää merkintöjä <math>E_{0}^{r}</math> and <math>E_{0}^{o}</math>.
Rivi 40:
{| class="wikitable"
|-
! colspan="2"|Redoxreaktio !! E<sup>o</sup>/V
|-
! Hapettunut muoto !! Pelkistynyt muoto !!
Rivi 53:
|-
| Au<sup>3+</sup> + 3 e<sup>−</sup> || <b>[[kulta|Au]]</b> || <b>+1,42</b><ref name=Kemia401>Kivinen, Mäkitie, s. 401</ref>
|-
| [[kloori|Cl<sub>2</sub>]] + 2 e<sup>−</sup> || 2 [[kloridi|Cl<sup>−</sup>]] || +1,36
|-
Rivi 95:
|}
Taulukossa mainituista aineista on siis [[fluori]]kaasu vahvin ja [[litium]]ioni heikon hapetin, kun taas metallinen litium on vahvin ja [[fluoridi]]-ioni heikoin pelkistin. Jokainen siinä mainittu hapetin voi hapettaa taulukossa jäljempänä olevan aineen sen esiintyessä pelkistyneessä muodossa, ja vastaavasti kukin pelkistin voi pelkistää taulukossa sen edellä olevan aineen sen esiintyessä hapettuneessa muodossa. Sitä vastoin havaittavaa reaktiota ei tapahdu korkeammalla normaalipotentiaalilla olevan parin
== Lähteet ==
{{viitteet}}
== Katso myös ==
* [[Elektrodipotentiaali]]
| |||