Vorhersage von Redoxreaktionen

Die Redoxreaktion zwischen zwei chemischen Spezies hängt von den jeweiligen Stärken der Reduktions- und Oxidationsmittel ab. Die Richtung der Reaktion kann anhand einer Reaktivitätsreihe, die Moleküle nach ihrer Stärke als Oxidations- oder Reduktionsmittel ordnet, abgeschätzt oder anhand des Redoxpotentials berechnet werden.

In einer Reaktivitätsreihe wird das reaktivere Molekül die Reduktionsreaktion durchlaufen, während das andere Molekül die Oxidationsreaktion durchläuft.

Für einen mathematischeren Ansatz kann das Redoxpotential verwendet werden. Wenn das mit der Formel berechnete Zellpotential

E_Zelle = E_Kathode - E_Anode

positiv ist, bedeutet dies, dass die Reaktion spontan abläuft und potentielle Energie freigesetzt wird. Die durch diese Reaktionen freigesetzte Energie wird in eine andere Energieform umgewandelt, z. B. in Wärme. Ein negatives Potential bedeutet, dass die Reaktion Energie benötigt, um abzulaufen, und dass sie nicht spontan abläuft.

Abbildung 1: Redoxreaktion zwischen Kupfer (Cu) und Silber (Ag). Kupfer ist das stärkere Reduktionsmittel und Silber ist das stärkere Oxidationsmittel in der Reaktivitätsreihe und das Potential für die Reaktion Cu + 2 Ag(NO₃)→ Cu(NO₃)₂ + 2Ag ist E = 0,8-0,34 = +0,46V.