Potenziale standard di riduzione

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Il potenziale di riduzione standard (abbreviato E0) è il potenziale elettrodico riferito all'elettrodo standard a idrogeno (a cui viene assegnato un potenziale E0= 0.00 V) e misurato in condizioni standard: alla temperatura di 298 K, alla pressione di 100 kPa[1][2] ed alle concentrazioni di reagenti e prodotti della reazione 1M (a rigore ad attività [1] unitaria). La IUPAC, comunque, raccomanda di adottare come pressione dello stato standard 100 kPa al posto di 1 atm (101325 Pa)[3], in corrispondenza di cui si individua l'attività unitaria (a=1) circa ad [H+] = 1 M.

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[modifica | modifica wikitesto]

Il potenziale standard di un elettrodo Eo e l'energia libera di Gibbs sono legati dall'equazione[4]

dove:

  • è l'energia libera di Gibbs (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 per un processo spontaneo), mentre se la riduzione avviene in maniera non spontanea il potenziale standard risulta negativo (essendo per un processo non spontaneo).[4]

I potenziali standard dell'elettrodo possono essere ottenuti per:

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[modifica | modifica wikitesto]

Nella tabella seguente vengono indicati alcuni valori dei potenziali standard:[5][6]

Catodo Potenziale di riduzione standard E0 (volt)
3N2 + 2H+ + 2e → 2HN3 −3.09
Li+(aq) + eLi(s) −3.04
Rb+ + eRb(s) −2.98
K+(aq) + eK(s) −2.93
Cs+(aq) + eCs(s) −2.92
Ba2+(aq) + 2eBa(s) −2.91
Sr2+(aq) + 2eSr(s) −2.89
Ca2+(aq) + 2eCa(s) −2.76
Na+(aq) + eNa(s) −2.71
Mg(OH)2 + 2eMg + 2OH −2.69
Mg2+(aq) + 2e → Mg(s) −2.38
H2AlO3(aq) + H2O + 3eAl(s) + 4OH −2.35
N2(g) + 2H2O + 4H+ + 2e → 2NH3OH+(aq) −1.87
Al3+(aq) + 3eAl(s) −1.66
HPO32−(aq) + 2H2O + 2eH2PO2(aq) + 3OH −1.65
ZnO22−(aq) + 2H2O + 2eZn(s) + 4OH −1.22
CrO2(aq) + 2H2O + 3eCr(s) + 4OH −1.20
Mn2+(aq) + 2eMn(s) −1.19
2SO3=(aq) + 2H2O + 2e → S2O4=(aq) + 4OH −1.12
PO43−(aq) + 2H2O + 2eHPO32−(aq) + 2OH −1.05
Sn(OH)62−(aq) + 2e → HSnO2(aq) + 3OH + H2O −0.93
SO42−(aq) + H2O + 2eSO32−(aq) + 2OH −0.93
Cr2+(aq) + 2eCr(s) −0.91
Ti3+(aq) + eTi2+(aq) −0.90
TiO2(s) + 4H+ + 4eTi(s) + 2H2O −0.86
2H2O(l) + 2eH2(g) + 2OH(aq) −0.828
Zn2+(aq) + 2eZn(s) −0.762
Cr3+(aq) + 3eCr(s) −0.74
AsO43−(aq) + 2H2O + 2e → AsO2(aq) + 4OH −0.71
PbO(s) + H2O + 2ePb(s) + 2OH −0.576
Fe(OH)3(s) + e− → Fe(OH)2(s) + OH −0.56
2CO2(g) + 2H+ + 2eH2C2O4(s) −0.49
S(s) + H2O + 2eHS(l) + OH −0.48
S(s) + 2e → S2−(aq) −0.476
Fe2+(aq) + 2eFe(s) −0.41
Cd2+(aq) + 2eCd(s) −0.40
Co2+(aq) + 2eCo(s) −0.28
Ni2+(aq) + 2eNi(s) −0.257
Sn2+(aq) + 2e− → Sn(s) −0.14
Pb2+(aq) + 2ePb(s) −0.13
Fe3+(aq) + 3eFe(s) −0.04
2H+(aq) + 2eH2(g) 0.00
Sn4+(aq) + 2eSn2+(aq) 0.15
Cu2+(aq) + eCu+(aq) 0.16
ClO4(aq) + H2O(l) + 2e− → ClO3(aq) + 2OH(aq) 0.17
S4O62−(aq) + 2e → 2S2O32−(aq) 0.2
AgCl(s) + eAg(s) + Cl(aq) 0.22
Cu2+(aq) + 2eCu(s) 0.34
ClO3(aq) + H2O(l) + 2eClO2(aq) + 2OH(aq) 0.35
IO(aq) + H2O(l) + 2eI(aq) + 2OH(aq) 0.49
Cu+(aq) + eCu(s) 0.52
I2(s) + 2e → 2I(aq) 0.54
ClO2(aq) + H2O(l) + 2eClO(aq) + 2OH(aq) 0.59
Fe3+(aq) + eFe2+(aq) 0.77
Hg22+(aq) + 2e → 2Hg(l) 0.80
Ag+(aq) + eAg(s) 0.80
Hg2+(aq) + 2eHg(l) 0.85
ClO(aq) + H2O(l) + 2eCl(aq) + 2OH(aq) 0.90
2Hg2+(aq) + 2e → Hg22+(aq) 0.90
NO3(aq) + 4H+(aq) + 3eNO(g) + 2H2O(l) 0.96
Br2(l) + 2e → 2Br(aq) 1.07
O2(g) + 4H+(aq) + 4e → 2H2O(l) 1.23
Cr2O72−(aq) + 14H+(aq) + 6e → 2Cr3+(aq) + 7H2O(l) 1.33
Cl2(g) + 2e → 2Cl(aq) 1.36
Ce4+(aq) + eCe3+(aq) 1.44
MnO4(aq) + 8H+(aq) + 5eMn2+(aq) + 4H2O(l) 1.49
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e → 2H2O(l) 1.78
Co3+(aq) + eCo2+(aq) 1.82
S2O82−(aq) + 2e → 2SO42−(aq) 2.01
O3(g) + 2H+(aq) + 2eO2(g) + H2O(l) 2.07
F2(g) + 2e → 2F(aq) 2.87

Note[modifica | modifica wikitesto]

  1. ^ a b http://www.chimica.unipd.it/chimind/pubblica/chimAnal1/modulo%20A/cap11%20-%20equilibri%20redox.pdf
  2. ^ http://old.iupac.org/goldbook/S05921.pdf
  3. ^ standard conditions for gases
  4. ^ a b Zoski, p. 4
  5. ^ Elettrochimica<!−− Titolo generato automaticamente −−>
  6. ^ Vademecum, pp. 94−95

Bibliografia[modifica | modifica wikitesto]

Voci correlate[modifica | modifica wikitesto]

Collegamenti esterni[modifica | modifica wikitesto]