酸化還元電位（e°）：
*化学種が電子を獲得または失う傾向を表します。
*ボルト（v）で測定。
*正のE°は、種が減少する傾向が高いことを示しています（獲得電子）。
*負のE°は、種が酸化される傾向が高いことを示しています（電子を失う）。
自由エネルギー（ΔG）：
*一定温度と圧力での反応から得られる最大の作業量を表します。
*ジュール（j）またはキロジュール（KJ）で測定。
*負のΔGは、自発的な反応を示します（エネルギーを放出）。
*陽性ΔGは、非分類反応を示します（エネルギー入力が必要です）。
関係：
酸化還元電位と自由エネルギーの関係は、次の方程式によって定義されます。
Δg=-nfe°
どこ：
* Δg 自由エネルギーの変化です
* n 反応で伝達される電子の数です
* f ファラデーの定数です（96,485 c/mol）
* e° 標準細胞電位です（2つの半分反応の間の酸化還元電位差）
キーポイント：
* 自発反応： 正のE°は負のΔGに対応し、自然反応を示します。これは、外部エネルギー入力なしで反応が進行することを意味します。
* 非分類反応： 負のe°は陽性Δgに対応し、非分類反応を示します。これは、反応が発生するためにエネルギー入力を必要とすることを意味します。
* 平衡： 2つの半反応の酸化還元電位が等しい場合（E°=0）、自由エネルギーの変化はゼロ（Δg=0）であり、反応が平衡状態であることを示します。
要約すると、酸化還元電位と自由エネルギーの関係は直接比例し、正のE°は負のΔGを示し、その逆も同様です。これにより、酸化還元反応の自発性を予測し、それらのエネルギーダイナミクスを理解することができます。
アプリケーション：
この関係は、以下を含むさまざまな分野で重要です。
* 生化学： 細胞呼吸と光合成における電子輸送鎖の理解。
* 電気化学： バッテリーと燃料電池の設計。
* 環境科学： 土壌および水システムで発生する酸化還元反応の分析。
* 材料科学： 酸化還元特性に基づいて材料の安定性を予測します。
