Ilpotenziale di riduzione standard (abbreviatoEo) è ilpotenziale elettrodico riferito all'elettrodo standard a idrogeno (a cui viene assegnato un potenzialeEo= 0,00V) e misurato nellostato standard: allapressione di 1bar, ossia 100 kPa[1][2][3] e adattività[1] unitaria. Nella maggior parte dei casi è possibile approssimare l'attività unitaria (a=1) con laconcentrazione molare unitaria (concentrazione 1 M per ogni reagente e prodotto).
Inbiochimica, e più in generale inbiologia, si è soliti definire il potenziale standard di riduzione apH= 7 (pH dei sistemi biologici). Tale grandezza viene indicata comeE'0.
Il potenziale standard di un elettrodoEo e l'energia libera di Gibbs sono legati dall'equazione:[4]
dove:
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 unareazione redox possa avvenire in condizioni spontanee o meno. Le specie chimiche che possiedono potenziale più alto tendono aossidare quelle a potenziale più basso: ad esempio l'acido cloridrico è in grado di ossidare (ox) la limatura diferro in quanto H+, con potenziale di 0 V, è in grado di acquisireelettroni dal ferro, che possiede potenziale -0,41 V, producendoidrogeno gassoso e ioni Fe2+.
Nella tabella seguente vengono indicati alcuni valori dei potenziali standard:[5][6]
| Catodo | Potenziale di riduzione standard |
|---|---|
| 3N2 + 2H+ + 2e− → 2HN3 | −3,09 |
| Li+(aq) + e− →Li(s) | −3,04 |
| Rb+ + e− →Rb(s) | −2,98 |
| K+(aq) + e− →K(s) | −2,93 |
| Cs+(aq) + e− →Cs(s) | −2,92 |
| Ba2+(aq) + 2e− →Ba(s) | −2,91 |
| Sr2+(aq) + 2e− →Sr(s) | −2,89 |
| Ca2+(aq) + 2e− →Ca(s) | −2,76 |
| Na+(aq) + e− →Na(s) | −2,71 |
| Mg(OH)2 + 2e− →Mg + 2OH− | −2,69 |
| Mg2+(aq) + 2e− → Mg(s) | −2,38 |
| H2AlO3−(aq) +H2O + 3e− →Al(s) + 4OH− | −2,35 |
| N2(g) + 2H2O + 4H+ + 2e− → 2NH3OH+(aq) | −1,87 |
| Al3+(aq) + 3e− →Al(s) | −1,66 |
| HPO32−(aq) + 2H2O + 2e− →H2PO2−(aq) + 3OH− | −1,65 |
| ZnO22−(aq) + 2H2O + 2e− →Zn(s) + 4OH− | −1,22 |
| CrO2−(aq) + 2H2O + 3e− →Cr(s) + 4OH− | −1,20 |
| Mn2+(aq) + 2e− →Mn(s) | −1,19 |
| 2SO3=(aq) + 2H2O + 2e− → S2O4=(aq) + 4OH− | −1,12 |
| PO43−(aq) + 2H2O + 2e− →HPO32−(aq) + 2OH− | −1,05 |
| Sn(OH)62−(aq) + 2e− → HSnO2−(aq) + 3OH− + H2O | −0,93 |
| SO42−(aq) + H2O + 2e− →SO32−(aq) + 2OH− | −0,93 |
| Cr2+(aq) + 2e− →Cr(s) | −0,91 |
| Ti3+(aq) + e− →Ti2+(aq) | −0,90 |
| TiO2(s) + 4H+ + 4e− →Ti(s) + 2H2O | −0,86 |
| 2H2O(l) + 2e− →H2(g) + 2OH−(aq) | −0,828 |
| Zn2+(aq) + 2e− →Zn(s) | −0,762 |
| Cr3+(aq) + 3e− →Cr(s) | −0,74 |
| AsO43−(aq) + 2H2O + 2e− → AsO2−(aq) + 4OH− | −0,71 |
| PbO(s) + H2O + 2e− →Pb(s) + 2OH− | −0,576 |
| Fe(OH)3(s) + e− →Fe(OH)2(s) + OH− | −0,56 |
| 2CO2(g) + 2H+ + 2e− →H2C2O4(s) | −0,49 |
| S(s) + H2O + 2e− →HS−(l) + OH− | −0,48 |
| S(s) + 2e− → S2−(aq) | −0,476 |
| Fe2+(aq) + 2e− →Fe(s) | −0,41 |
| Cd2+(aq) + 2e− →Cd(s) | −0,40 |
| Co2+(aq) + 2e− →Co(s) | −0,28 |
| Ni2+(aq) + 2e− →Ni(s) | −0,257 |
| Sn2+(aq) + 2e− →Sn(s) | −0,14 |
| Pb2+(aq) + 2e− →Pb(s) | −0,13 |
| Fe3+(aq) + 3e− →Fe(s) | −0,04 |
| 2H+(aq) + 2e− →H2(g) | 0,00 |
| Sn4+(aq) + 2e− →Sn2+(aq) | 0,15 |
| Cu2+(aq) + e− →Cu+(aq) | 0,16 |
| ClO4−(aq) + H2O(l) + 2e− →ClO3−(aq) + 2OH−(aq) | 0,17 |
| S4O62−(aq) + 2e− → 2S2O32−(aq) | 0,2 |
| AgCl(s) + e− →Ag(s) +Cl−(aq) | 0,22 |
| Cu2+(aq) + 2e− →Cu(s) | 0,34 |
| ClO3−(aq) + H2O(l) + 2e− →ClO2−(aq) + 2OH−(aq) | 0,35 |
| IO−(aq) + H2O(l) + 2e− →I−(aq) + 2OH−(aq) | 0,49 |
| Cu+(aq) + e− →Cu(s) | 0,52 |
| I2(s) + 2e− → 2I−(aq) | 0,54 |
| ClO2−(aq) + H2O(l) + 2e− →ClO−(aq) + 2OH−(aq) | 0,59 |
| Fe3+(aq) + e− →Fe2+(aq) | 0,77 |
| Hg22+(aq) + 2e− → 2Hg(l) | 0,80 |
| Ag+(aq) + e− →Ag(s) | 0,80 |
| Hg2+(aq) + 2e− →Hg(l) | 0,85 |
| ClO−(aq) + H2O(l) + 2e− →Cl−(aq) + 2OH−(aq) | 0,90 |
| 2Hg2+(aq) + 2e− → Hg22+(aq) | 0,90 |
| NO3−(aq) + 4H+(aq) + 3e− →NO(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) + e− →Ce3+(aq) | 1,44 |
| MnO4−(aq) + 8H+(aq) + 5e− →Mn2+(aq) + 4H2O(l) | 1,49 |
| H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e− → 2H2O(l) | 1,78 |
| Co3+(aq) + e− →Co2+(aq) | 1,82 |
| S2O82−(aq) + 2e− → 2SO42−(aq) | 2,01 |
| O3(g) + 2H+(aq) + 2e− →O2(g) + H2O(l) | 2,07 |
| F2(g) + 2e− → 2F−(aq) | 2,87 |
