Окислительно-восстановительный потенциал ( редокс-потенциал от англ. — red uction- ox idation reaction , E _h или Eh ) — мера способности химического вещества присоединять электроны ( восстанавливаться ). Окислительно-восстановительный потенциал выражают в милливольтах (мВ). Примером окислительно-восстановительного электрода являются: Pt/Fe ³⁺ , Fe ²⁺ .

Определение величины редокс-потенциала

Окислительно-восстановительный потенциал определяют как электрический потенциал , устанавливающийся при погружении платины или золота ( ) в , то есть в раствор , содержащий как восстановленное соединение (A _red ), так и окисленное соединение (A _ox ). Если полуреакцию восстановления представить уравнением :

A _ox + n·e ⁻ → A _red ,

то окислительно-восстановительного потенциала от концентрации (точнее активностей ) реагирующих веществ выражается уравнением Нернста .

Окислительно-восстановительный потенциал определяют с использованием стеклянного электрода с red-ox функцией и выражают в милливольтах (мВ) относительно стандартного водородного электрода в стандартных условиях .

Применение в биохимии

В биохимии для обозначения передаваемого от донора к акцептору одного электронного эквивалента (электрона, либо электрона и протона и др.) часто используют термин восстановительный эквивалент. Этот термин ничего не говорит о том, что именно передаётся — электрон как таковой, водородный атом , гидрид-ион (Н ^- ) или же передача происходит в реакции с кислородом , приводящей к образованию окисленного продукта.

Способность восстановителя отдавать электроны окислителю выражается величиной окислительно-восстановительного потенциала (стандартного восстановительного потенциала) или редокс-потенциала. Редокс-потенциал определяют измерением электродвижущей силы (э. д. с.) в вольтах, возникающей в полуэлементе, в котором восстановитель и окислитель , присутствующие в концентрациях равных 1 моль / литр при 25°С и рН 7,0, находятся в равновесии с электродом , способным принимать электроны от восстановителя и передавать их окислителю. В качестве стандарта принят редокс-потенциал реакции Н ₂ → 2Н ⁺ + 2e ⁻ , который при давлении газообразного водорода в 1 атмосферу при концентрации ионов Н ⁺ равной 1 моль/литр (что соответствует рН = 0) и при 25°С условно принят за нуль. В условиях значения рН, принятого в качестве стандарта при биохимических расчётах, то есть при рН 7,0 , редокс-потенциал (Е°´) водородного электрода (системы Н ₂ /2Н ⁺ ) равен −0,42 В.

Значения редокс-потенциала (Е°´) для некоторых окислительно-восстановительных пар, играющих важную роль при переносе электронов в биологических системах :

Восстановитель	Окислитель	Е о ´, В
Н 2	2Н +	-0,42
НАД • Н + Н +	НАД +	-0,32
НАДФ • Н + Н +	НАДФ +	-0,32
Флавопротеин (восст.)	Флавопротеин (окисл.)	-0,12
Кофермент Q • Н 2	Кофермент Q	+0,04
Цитохром B (Fe 2+ )	Цитохром B (Fe 3+ )	+0,07
Цитохром C1 (Fe 2+ )	Цитохром C1 (Fe 3+ )	+0,23
Цитохром A (Fe 2+ )	Цитохром A(Fe 3+ )	+0,29
Цитохром A3 (Fe 2+ )	Цитохром A3 (Fe 3+ )	+0,55
H 2 O	½ О 2	+0,82

Система с более отрицательным редокс-потенциалом обладает большей способностью отдавать электроны системе с более положительным редокс-потенциалом. Например, пара НАД • Н / НАД ⁺ , редокс-потенциал которой равен −0,32 В будет отдавать свои электроны окислительно - восстановительной паре флавопротеин (восстановл.) / флавопротеин (окислен.), имеющей потенциал −0,12 В, то есть более положительный. Большая положительная величина редокс-потенциала окислительно-восстановительной пары вода/кислород (+0,82 В) указывает на то, что у этой пары способность отдавать электроны (то есть способность образовывать молекулярный кислород ) выражена очень слабо. Иначе можно сказать, что у молекулярного кислорода очень велико сродство к электронам или водородным атомам .

Примечания

См. также

• Окислитель
• Восстановитель
• Стандартный электродный потенциал
• Восстановление

Ссылки

• Шульц М. М. , Писаревский А. М., Полозова И. П. Окислительный потенциал. Теория и практика. — Л.: Химия. 1984
• Шульц М. М., Белюстин А. А. Писаревский А. М., Никольский Б. П. Стеклянный электрод, чувствительный к изменению окислительного потенциала. // ДАН СССР. 1964. Т. 154. № 2. С. 404—406
• Эткинс П. Физическая химия. Т. 1 — М.: Мир, 1980
• от 8 октября 2013 на Wayback Machine