Har bir element yoki ionning oksidlovchilik va qaytaruvchilik xususiyat (kuchi)ining miqdoriy tavsifnomasi sifatida oksidlanish potensiali qiymati xizmat qiladi. Oksidlanish potensiali (o. p.) tushunchasini quyidagi misol bilan tushunib olaylik.
Rux metali bo'lakchasini (xohlagan biror metall bo'lakchasi ham xuddi shunday xossaga ega) uning tuzi (ZnSO4) eritmasiga tushirilsa, rux elektrodi hosil boʻladi va elektrodda metallning sirti bilan eritma sirti chegarasida elektrokimyoviy reaksiya boradi. Bu reaksiya natijasida Zn plastinkasi tarkibidagi rux atomlari 2 tadan elektron chiqarib oksidlana boshlaydi: Znº - 2ē → Zn+2. Elektronlar metall plastinkasida qoladi, eritmaga Zn+2 ionlari o'tadi. Natijada eritma bilan metall plastinka sirtida qo'sh elektr (metall manfiy va eritma musbat) zaryadli qavat hosil bo'ladi. Hosil boʻlgan qoʻsh elektr qavatda zaryadlarni bir nuqtadan ikkinchi nuqtaga koʻchishi ro'y beradi.
Eritma bilan metall plastinkasi sirt chegaralarida zaryadning (yoki elektronlarning) bir nuqtadan ikkinchi nuqtaga ko'chishi tufayli bajarilgan ish- shu metall (ion)ning oksidlanish potensiali deyiladi. Har qanday element (ion) ning oksidlanish potensiali E oksid/qayt holida belgilanadi va "volt - v", "millivolt-mv" birliklarda oʻlchanadi.
Har bir elektrod potensialining qiymati elementning yoki eritmadagi ionning tabiati, miqdori (konsentratsiyasi) va temperaturaga bog'liq. Bu bog'lanishini Nernst tenglamasi orqali ifodalash mumkin:
Bu yerda: E-oksidlanish potensiali, v;
Eº oksid/qayt standart oksidlanish potensiali, v;
R-gaz doimiysi 8,314 J (mol·K);
T - mutlaq temperatura (standart sharoit uchun), T=298 K (t=25°C);
n- berilgan yoki qabul qilingan elektronlar soni;
F - Faradey soni, 96500 Kl;
[oksid] - moddaning oksidlangan shakli konsentratsiyasi, mol/l. [qayt] moddaning qaytarilgan shakli konsentratsiyasi, mol/l.
Agar R, T, F larning son qiymatlarini oʻrniga qo'ysak, Nernst formulasi quyidagi ko'rinishga keladi:
Metall elektrodlarida qaytarilgan shakl metall atomiga to'g'ri kelgani uchun tenglamadagi [qayt] = [Meº] = 1 mol/l ga teng, deb qabul qilinadi va u holda Nernst tenglamasi:
Standart oksidlanish potensiali
Nernst tenglamasiga koʻra, agar eritmada potensial hosil qiluvchi ion (Me+n) ning konsentratsiyasi [Me+n] = 1 mol/l boʻlsa, u holda lg[Me+n] = Ig1= 0 boʻladi va shu sababli E oksid/qayt= Eº bo'ladi. Boshqacha aytganda, standart oksidlanish potensiali - bu 25°C da eritmada potensial hosil qiluvchị ion konsentratsiyasi "1 mol/l"ga teng bo'lganda yuzaga keladigan elektrod potensialidir. Alohida olingan elektrod potensialining mutlaq qiymatini aniqlash mumkin emas. Bunday usul shu paytgacha yaratilgani yo'q.
Shu sababli kimyoviy element (ion)ning oksidlanish potensiali qiymati normal vodorod elektrodi (NVE) potensialiga nisbatan aniqlanadi. Standart oksidlanish potensialining qiymatlaridan foydalanib oksidlovchi va qaytaruvchilarni hamda ularning kuchini aniqlash, oksidlanish- qaytarilish reaksiyalari yo'nalishini, galvanik elementlarning elektr yurituvchi kuchi (EYuK)ni hisoblash mumkin.
Standart vodorod elektrodi
H₂SO₄ eritmasiga ([H+] = 1 mol/l) tushirilgan va sirtiga H₂- gazi (PH₂ = 101,3 kPa) yuttirilgan platina plastinkasidan iborat elektrokimyoviy sistemadir. Bu elektrodda quyidagi oksidlanish:
(Pt)H₂º - 2ē → 2H+
va qaytarilish: 2H+ + 2ē → H₂° (Pt), ya'ni H2 - 2ē ⇄2H+ qaytar reaksiya boradi. Bu elektrodning shartli kimyoviy formulasi - (Pt)H₂/ (H₂SO₄). Agar NVE bilan oksidlanish potensiali Eº oksid/qayt> 0 boʻlgan yarim element (elektrod) juftlanib ulansa, vodorod elektrodida vodorod gazi oksidlanadi va eritmada H+ - ionlari miqdori ko'payadi:
H2° - 2ē → 2H+
Agar aksincha, E° < 0 boʻlgan yarim element (elektrod) - NVE bilan juftlashtirib ulansa, vodorod elektrodida vodorod ionlari qaytariladi va H₂- gazi hosil boʻladi:
2H+ + 2ē → H2°
Har qanday element (ion)ning oksidlanish potensialini aniqlash uchun NVE va potensiali aniqlanishi zarur bo'lgan elementdan iborat elektrokimyoviy sistema galvanik element tuziladi. Bu galvanik element NVE potensiali bilan potensiali aniqlanayotgan yarim element oksidlanish potensiali qiymatlari farqiga teng elektr yurituvchi kuch (EYuK)ni hosil qiladi.
ΔΕ = ΕYUK = En.v.e ± EMen+=0 ± EMen+
Bu EYuK ning qiymati potensiali aniqlanayotgan elektrod yoki ionning oksidlanish potensiali sifatida qabul qilinadi. Agar ikkinchi yarim element sifatida o'z tuzi eritmasiga tushirilgan metall plastinkasi (M : NVE bilan Cu/CuSO4 mis elektrodi) 4 ulansa, aniqlanadigan potensial metall elektrod-potensiali (masalan, Cu- elektrodi potensiali) deyiladi.
Agar yarim element-inert elektrod (Pt) va oksidlanish-qaytarilish jufti (M: MnO4- + H+ →Mn+2 + H₂O) dan iborat bo'lsa, bu holda aniqlangan potensial oksidlanish-qaytarilish yoki "redoks" potensiali deb aytiladi. Shu usul bilan aniqlangan oksidlanish potensiallari qiymati har bir ionning oksidlovchilik yoki qaytaruvchilik xossasini aniqlashda va oksidlanish-qaytarilish reaksiyalarining yo'nalishini aniqlashda asosiy kattalik sifatida qoʻllaniladi.
