0
EN
1
المرجع الالكتروني للمعلوماتية

علم الكيمياء

تاريخ الكيمياء والعلماء المشاهير

التحاضير والتجارب الكيميائية

المخاطر والوقاية في الكيمياء

اخرى

مقالات متنوعة في علم الكيمياء

كيمياء عامة

الكيمياء التحليلية

مواضيع عامة في الكيمياء التحليلية

التحليل النوعي والكمي

التحليل الآلي (الطيفي)

طرق الفصل والتنقية

الكيمياء الحياتية

مواضيع عامة في الكيمياء الحياتية

الكاربوهيدرات

الاحماض الامينية والبروتينات

الانزيمات

الدهون

الاحماض النووية

الفيتامينات والمرافقات الانزيمية

الهرمونات

الكيمياء العضوية

مواضيع عامة في الكيمياء العضوية

الهايدروكاربونات

المركبات الوسطية وميكانيكيات التفاعلات العضوية

التشخيص العضوي

تجارب وتفاعلات في الكيمياء العضوية

الكيمياء الفيزيائية

مواضيع عامة في الكيمياء الفيزيائية

الكيمياء الحرارية

حركية التفاعلات الكيميائية

الكيمياء الكهربائية

الكيمياء اللاعضوية

مواضيع عامة في الكيمياء اللاعضوية

الجدول الدوري وخواص العناصر

نظريات التآصر الكيميائي

كيمياء العناصر الانتقالية ومركباتها المعقدة

مواضيع اخرى في الكيمياء

كيمياء النانو

الكيمياء السريرية

الكيمياء الطبية والدوائية

كيمياء الاغذية والنواتج الطبيعية

الكيمياء الجنائية

الكيمياء الصناعية

البترو كيمياويات

الكيمياء الخضراء

كيمياء البيئة

كيمياء البوليمرات

مواضيع عامة في الكيمياء الصناعية

الكيمياء التناسقية

الكيمياء الاشعاعية والنووية

قم بتسجيل الدخول اولاً لكي يتسنى لك الاعجاب والتعليق.

Biological Oxidation-Reduction Reactions:- Reduction Potentials Measure Affinity for Electrons

المؤلف:  David L. Nelson، Michael M. Cox

المصدر:  Lehninger Principles of Biochemistry

الجزء والصفحة:  p509-510

2026-05-31

60

+

-

20

Biological Oxidation-Reduction Reactions:- Reduction Potentials Measure Affinity for Electrons

When two conjugate redox pairs are together in solution, electron transfer from the electron donor of one pair to the electron acceptor of the other may proceed spontaneously. The tendency for such a reaction de pends on the relative affinity of the electron acceptor of each redox pair for electrons. The standard reduction potential, E0,a measure (in volts) of this affinity, can be determined in an experiment such as that described in Figure 13–14. Electrochemists have chosen as a standard of reference the half-reaction

The electrode at which this half-reaction occurs (called a half-cell) is arbitrarily assigned a standard reduction potential of 0.00 V. When this hydrogen electrode is connected through an external circuit to another half-cell in which an oxidized species and its corresponding reduced species are present at standard concentrations (each solute at 1 M, each gas at 101.3 kPa), electrons tend to flow through the external circuit from the half-cell of lower standard reduction potential to the half-cell of higher standard reduction potential. By convention, the half-cell with the stronger tendency to acquire electrons is assigned a positive value of E0. The reduction potential of a half-cell depends not only on the chemical species present but also on their activities, approximated by their concentrations. About a century ago, Walther Nernst derived an equation that relates standard reduction potential (E0) to the reduction potential (E0) at any concentration of oxidized and reduced species in the cell:

where R and T have their usual meanings, n is the number of electrons transferred per molecule, and  is the Faraday constant (Table 13–1). At 298 K (25 C), this expression reduces to

Many half-reactions of interest to biochemists in volve protons. As in the definition of ΔG0, biochemists define the standard state for oxidation-reduction reactions as pH 7 and express reduction potential as E0, the standard reduction potential at pH 7. The standard re duction potentials given in Table 13–7 and used throughout this book are values for E and are therefore valid only for systems at neutral pH. Each value represents the potential difference when the conjugate redox pair, at 1 M concentrations and pH 7, is connected with the standard (pH 0) hydrogen electrode. Notice in Table Reference cell of known emf: the hydrogen electrode in which H2 gas at 101.3 kPa is equilibrated at the electrode with 1 M H Test cell containing 1 M concentrations of the oxidized and reduced species of the redox pair to be examined 13–7 that when the conjugate pair 2H /H2 at pH 7 is connected with the standard hydrogen electrode (pH 0), electrons tend to flow from the pH 7 cell to the standard (pH 0) cell; the measured E0 for the 2H+/H2 pair is -0.414 V.

FIGURE 13–13 Oxidation states of carbon in the biosphere. The oxidation states are illustrated with some representative compounds. Focus on the red carbon atom and its bonding electrons. When this carbon is bonded to the less electronegative H atom, both bonding electrons (red) are assigned to the carbon. When carbon is bonded to another carbon, bonding electrons are shared equally, so one of the two electrons is assigned to the red carbon. When the red carbon is bonded to the more electronegative O atom, the bonding electrons are assigned to the oxygen. The number to the right of each compound is the number of electrons “owned” by the red carbon, a rough ex pression of the oxidation state of that carbon. When the red carbon undergoes oxidation (loses electrons), the number gets smaller. Thus the oxidation state increases from top to bottom of the list.

FIGURE 13–14 Measurement of the standard reduction potential (E0) of a redox pair. Electrons flow from the test electrode to the reference electrode, or vice versa. The ultimate reference half-cell is the hydrogen electrode, as shown here, at pH 0. The electromotive force (emf) of this electrode is designated 0.00 V. At pH 7 in the test cell, E for the hydrogen electrode is -0.414 V. The direction of electron flow depends on the relative electron “pressure” or potential of the two cells. A salt bridge containing a saturated KCl solution provides a path for counter-ion movement between the test cell and the reference cell. From the observed emf and the known emf of the reference cell, the experimenter can find the emf of the test cell containing the redox pair. The cell that gains electrons has, by convention, the more positive reduction potential.

صادق الياسري2026-05-31

يتناول المقال مفهوم تفاعلات الأكسدة والاختزال الحيوية وكيفية قياس ميل الجزيئات لاكتساب أو فقدان الإلكترونات باستخدام ما يعرف ب جهد الاختزال (Reduction Potential). عندما يوجد زوجان من المركبات القابلة لأكسدة والاختزال في محلول واحد، يمكن أن تنتقل الإلكترونات تلقائيا من المركب ذي القابلية الأقل لاحتفاظ بالإلكترونات إلى المركب ذي القابلية الأعلى. ويقاس هذا الميل بواسطة جهد الاختزال القياسي (E°)، والذي يعبر عنه بوحدة الفولت. يعتمد قياس جهد الاختزال على مقارنة المركب المراد دراسته بقطب الهيدروجين القياسي، الذي اعتمد مرجعا بقيمة 0.0 فولت. وتنتقل الإلكترونات دائما من نصف الخلية ذات جهد الاختزال الأقل إلى نصف الخلية ذات جهد الاختزال الأعلى، لذلك فإن المركبات التي تمتلك قيمة موجبة أكبر تكون أكثر قدرة على اكتساب الإلكترونات. كما يوضح المقال أن جهد الاختزال لا يعتمد فقط على نوع المادة الكيميائية، بل يتأثر أيضا بتركيز المواد المؤكسدة والمختزلة. وقد وضع العالم فالتر نرنست معادلة تربط بين جهد الاختزال القياسي وجهد الاختزال الفعلي تحت الظروف المختلفة، ما يسمح بحساب اتجاه التفاعلات في الخلايا الحية. في الكيمياء الحيوية تستخدم قيمة E°′ (إي صفر برايم) بدلا من E°، لأنها تقاس عند pH = 7 وهو الوسط الذي تمارس فيه معظم الخلايا الحية وظائفها. لذلك فإن قيم جهود الاختزال المستخدمة في الدراسات الحيوية تختلف عن القيم الكيميائية القياسية التقليدية التي تقاس عند pH = 0. ويتطرق المقال أيضا إلى مفهوم حالة الأكسدة لكربون في المركبات الحيوية، موضحا أن الكربون يصبح أكثر أكسدة كلما فقد إلكترونات أو ارتبط بعد أكبر من ذرات الأكسجين، بينما يكون أكثر اختزالا عندما يرتبط بذرات الهيدروجين.

حالة التعديل

اخفاء الردود

رد

1
301906

المزيد

اخر الاخبار

اشترك بقناتنا على التلجرام ليصلك كل ما هو جديد