Окислювально-відновний потенціал

Окислювально-відновний потенціал (синонім редокс-потенціал; від лат. Reductio - відновлення і oxydatio - окислення) - потенціал, що виникає на інертному (зазвичай платиновому) електроді, зануреному в розчин, що містить одну або кілька оборотних окислювально-відновних систем.

Оборотна окислювально-відновлювальна система (редокс-система) являє собою розчин, що містить окислену і відновлену форми речовин, кожна з яких утворюється з іншої за допомогою оборотної окисно-відновної реакції.

До складу найпростіших редокс-систем входять катіони одного і того ж металу різної валентності, наприклад

або аніони одного і того ж складу, але різної валентності, наприклад

У таких системах окислювально-відновний процес здійснюється переносом електронів від відновленої форми до окисленої. До таких редокс-систем відноситься ряд дихальних ферментів, що містять в своєму складі гемін, наприклад цитохроми. Окислювально-відновний потенціал таких систем може бути обчислений за формулою Петерса:

де е - Про.-в. п. в вольтах, Т - температура по абсолютній шкалі, n - число електронів, втрачаються однією молекулою або іоном відновленої форми при переході її в окислених форму; [Ох] і [Red] - молярні концентрації (точніше активності) окисленої і відновленої форм відповідно; е 0 - нормальний Про.-в. і. даної системи, рівний її Про.-в. п. за умови, що [Ox] = [Red]. Нормальні Про.-в. п. багатьох редокс-систем можна знайти в фізико-хімічних і біохімічних довідниках.

У багатьох біологічних системах окислювально-відновні реакції здійснюються за допомогою перенесення від відновленої форми до окисленої не тільки електронів, а й рівного їм числа протонів, наприклад

Величина окисно-відновного потенціалу таких систем визначається не тільки ставленням [Ох]. [Red), але і рН середовища і може бути обчислена за формулою

де рН - водневий показник середовища, е 0-нормальний редокс-потенціал системи, рівний Про.-в. п. її за умови, що [Ох] = = [Red] і рН = 0; інші величини мають ті ж значення, що і в рівнянні (1). Про.-в. п. біологічних систем, як правило, визначають при рН = 7 і величину е0-1,984 · 10-4 · Т · рН позначають через e0. У цьому випадку рівняння (2) набуває вигляду:

Експериментально окислювально-відновний потенціал визначають потенціометрично (див. Потенціометрія). Про.-в. п. ізольованих клітин та інших біологічних об'єктів часто вимірюють колориметрически за допомогою окисно-відновних індикаторів (див.). Величина Про.-в. п. є мірою окислювальної або відновлювальної здатності даної системи. Редокс-система, що має більш високий Про.-в. п. окисляє систему з більш низьким Про.-в. п. Таким чином, знаючи величини Про.-в. п. біологічних редокс-систем, можна визначити напрям і послідовність окисно-відновних реакцій в них. Знання Про.-в. п. дає можливість обчислювати також кількість енергії, що вивільняється на певному етапі окислювальних процесів, що протікають в біологічних системах. Див. Також Окислення біологічне.

Схожі статті