Potenziale standard di riduzione

Il potenziale di riduzione standard (abbreviato E^o) è il potenziale elettrodico riferito all'elettrodo standard a idrogeno (a cui viene assegnato un potenziale E^o= 0,00 V) e misurato nello stato standard: alla pressione di 1 bar, ossia 100 kPa e ad attività unitaria. Nella maggior parte dei casi è possibile approssimare l'attività unitaria (a=1) con la concentrazione molare unitaria (concentrazione 1 M per ogni reagente e prodotto).

In biochimica, e più in generale in biologia, si è soliti definire il potenziale standard di riduzione a pH= 7 (pH dei sistemi biologici). Tale grandezza viene indicata come E' ⁰ .

Descrizione

Il potenziale standard di un elettrodo E^o e l'energia libera di Gibbs sono legati dall'equazione:

${\displaystyle \operatorname {\Delta } G^{\circ }=-nF\Delta E^{\circ }}$

dove:

• ${\displaystyle \Delta G^{\circ }}$ è l'energia libera di Gibbs allo stato standard (in J/mol);
• n sono le moli di elettroni per mole di prodotti;
• F è la costante di Faraday, pari a circa 96485 C/mol.

Se la riduzione avviene in maniera spontanea il potenziale standard risulta positivo (essendo ${\displaystyle \Delta G<0}$ per un processo spontaneo), mentre se la riduzione avviene in maniera non spontanea il potenziale standard risulta negativo (essendo ${\displaystyle \Delta G>0}$ per un processo non spontaneo).

I potenziali standard dell'elettrodo possono essere ottenuti per:

• potenziali dell'elettrodo misurati sperimentalmente e ricalcolati con l'equazione di Nernst (soltanto per reazioni reversibili);
• calcolo dell'energia libera di Gibbs della semireazione.

La valutazione dei potenziali standard è molto utile per determinare se una reazione redox possa avvenire in condizioni spontanee o meno. Le specie chimiche che possiedono potenziale più alto tendono a ossidare quelle a potenziale più basso: ad esempio l'acido cloridrico è in grado di ossidare (ox) la limatura di ferro in quanto H , con potenziale di 0 V, è in grado di acquisire elettroni dal ferro, che possiede potenziale -0,41 V, producendo idrogeno gassoso e ioni Fe² .

Valori di potenziali standard

Nella tabella seguente vengono indicati alcuni valori dei potenziali standard:

Note

Bibliografia

• (EN) Cynthia G. Zoski, Handbook of Electrochemistry, Elsevier Science, 2007, ISBN 978-0-444-51958-0.
• Aldo Gaudiano, Giorgio Gaudiano, Vademecum di Chimica, 2ª ed., Zanichelli, 1998 [1982], ISBN 88-08-09499-5.
• Lincoln Taiz, Eduardo Zeiger, Fisiologia Vegetale, 3ª ed., Piccin, 2006, ISBN 978-88-299-1974-1

Voci correlate

• Potenziale di cella
• Potenziale di elettrodo
• Potenziale di riduzione
• Diagramma di Frost
• Diagramma di Latimer
• Diagramma di Pourbaix

Collegamenti esterni

• Tavola dei potenziali standard di riduzione, su itchiavari.org.
• Tavola dei potenziali standard di riduzione in ordine alfabetico per elemento, su itchiavari.org.