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EL POTENCIAL O PAR REDOX
Es un método que se utiliza para la medición de la calidad del agua, siendo un término muy utilizado al hablar de desinfectantes.

Su nombre procede de la reacción de REDucción-OXidación, de óxido-reducción o simplemente reacción redox, tan importante para la conservación y el alargamiento de la vida media de los alimentos, siendo una de tantas reacciones de entre las que compone el universo de reacciones químicas responsables de la transformación de los alimentos hasta la putrefacción de los mismos.

Para estas reacciones, siempre intervendrán dos elementos o reactivos (el oxidante y el reductor), los cuales se modificarán en dicha reacción (reduciendo su oxidación uno y oxidandose el otro). Por este motivo  adopta también el nombre de par redox.
El elemento LADRÓN (oxidante)
frente al SOLIDARIO (reductor)

Siempre que dos elementos formen parte de una reacción de oxidación-reducción, uno de ellos, el agente reductor (podemos considerarlo el agente solidario) perderá electrones y se oxidará, cediéndolos en favor del que los gana, el agente oxidante (o el agente ladrón) es decir, el que gana o "roba" cargas negativas,  quedando con un estado de oxidación inferior al que antes tenía, es decir, siendo reducido "su estado de oxidación".

A título de ejemplo, el nitrógeno se oxida en una molécula de nitrato mientras se reduce en una molécula de amonio.
El eslabón central ejerce de agente reductor, cediendo electrones y degradándose en el proceso en favor de otro elemento oxidante.
Carga eléctrica

Las moléculas producidas por una oxidación, constituirán cationes (tienen carga positiva), ya que perdieron electrones. Las moléculas producidaspor una reducción, al haber ganado electrones, constituirán aniones (tienen carga negativa).

Por tanto, podemos decir que el potencial redox del agua mide la cantidad de cargas positivas y negativas (las moléculas oxidadas y reducidas) presentes en el agua. La cantidad de moléculas oxidadas y reducidas presentes en una solución darán un valor del potencial redox expresado en mili voltios (mV) de O2.

Si impera un medio reductor, el potencial redox será negativo, mientras que si el medio es oxidante, el potencial redox será positivo.
Sistema oxidante o sistema reductor

La línea divisoria entre ambos se considera en los 75 mV.

Por tanto, un sistema será oxidante cuando su potencial redox supere los 75 mV, siendo reductor cuando se encuentre por debajo de esa tensión, considerándose por tanto valores positivos para la oxidación y negativos para la reducción.
Cómo se obtiene la medición del Potencial REDOX

Se emplea un electrodo de metal que posee la capacidad de tomar o entregar electrones. Como el electrodo no es capaz de reaccionar por sí solo con el medio, hace falta añadir al sistema algún metal noble, como el platino, la plata o el oro, ya que éstos no intervienen en la reacción química que se llevará a cabo.

Si entre el electrodo y el metal noble se encuentran sustancias oxidantes o reductoras, se produce un intercambio de electrones, siendo ese intercambio el que provocará a su vez una tensión eléctrica que podrá ser medida en un rango +/- 2.000 mV.
Mediciones en distintas aplicaciones


1. Aguas residuales industriales

La medición Redox se emplea sobre todo en la desintoxicación de aguas industriales. La desintoxicación tiene lugar con la reducción del cromato o con la oxidación del cianuro.


2. Agua potable

La Organización Mundial de la Salud adoptó en 1971 un valor de 650 mV como valor adecuado para el agua potable donde, en general, puede considerarse que el agua es desinfectada adecuadamente, si se mantienen los valores entre los 650 mV y 700 mV durante 30 minutos.


3. Piscinas

Empleada para determinar la capacidad de esterilización del agua. Del valor Redox dependerá el tiempo que necesita el agua de la piscina para eliminar determinadas bacterias. El valor necesario se encuentra en los 700 mV aproximadamente.


4. Acuarios

En un acuario de agua dulce se considera un valor correcto a partir de 250 mV, mientras que en agua salada se estipula entre 350 y 400 mV.

Los procesos de oxidación y de reducción en el acuario tienen lugar dentro de células vivas. En los acuarios son las plantas, las bacterias y los animales los que cambian la materia.
Sus Unidades de medida

También se le denomina tensión redox por que se refiere a la carga eléctrica, medida en voltios (V) o en mili voltios (mV), de una molécula disuelta en un medio acuoso y que ha sido formada en una reacción química de oxidación-reducción.
Los grandes oxidantes

Hablar de oxidación, suele asociarse automáticamente al oxígeno, donde su presencia o ausencia determinará las reacciones de un tipo u de otro, aunque eso no siempre será así.

Cualquier proceso que incluya una transferencia parcial o total de electrones constituirá una reacción de oxidación-reducción.

Los átomos que más electrones captan son, por este orden, el Flúor, el Hidroxilo, el Ozono, el Cloro y el Oxígeno, siendo por tanto, todos ellos, poderosos oxidantes. El Flúor es altamente tóxico para el ser humano, produciendo la fluorosis entre otros problemas, algo que, a pesar de su alto poder oxidante, lo aleja del repertorio de desinfectantes más utilizados.

EL Ozono es un oxidante con un potencial de oxidación de 2,07 V, sólo superado por el FLUOR Fr2, que tiene un valor oxidante de 3,03 V y por el radical libre Hidroxilo HOº, que lo tiene de 2,8 V. Por tanto, de entre los oxidantes más habituales en desinfección, el Ozono tiene el potencial redox más alto (2,07 V frente a 1,36 V del Cl-), después del Hidroxilo, que es creado por el Ozono en contacto con el agua.
Desinfectar con el potencial redox

Oxidar los componentes fundamentales de supervivencia de los microorganismos es la base de acción bactericida de los compuestos utilizados para desinfectar. Esta capacidad de oxidación viene definida por el POTENCIAL REDOX y cuanto más alto sea éste, mayor será su poder desinfectante.

Así pues, podemos decir que el potencial redox nos indicará la pureza del agua, ya que su valor determinará el nivel de eficacia que tiene el agua para eliminar los microorganismos.

Resumiendo, a medida que aumenta el potencial redox del medio (aumentan los compuestos oxidantes), disminuyen los niveles de los elementos contaminantes.
El paradigma del oxígeno

El oxígeno, a pesar de ser el  elemento oxidante más abundante e importante del medio ambiente, sirve también para alimentar a los compuestos reductores, los cuales consumen oxígeno. Estos compuestos suelen ser sustancias orgánicas primarias, hechas de proteínas, que forman parte de la cubierta de los microorganismos, sustancias de desecho y restos.

Los compuestos oxidantes, como el Ozono, sirven para eliminar los elementos reductores en los alimentos.
REDOX
Potencial REDOX
POTENCIALES RÉDOX DE ALGUNOS COMPUESTOS OXIDANTES
Especie
Eº (V, 25 ºC)*
Flúor (F)
3,03
Radical Hidroxilo ( HOº)
2,80
Oxígeno atómico (O1)
2,42
Ozono (O3)
2,07
Peróxido de Hidrógeno (H2O2)
1,78
Radical Perhidróxilo (HOx)
1,70
Permanganato (MnO4-)
1,68
Dióxido de cloro (ClO2)
1,57
Ácido hipocloroso (HClO)
1,49
Cloro (Cl)
1,36
Bromo (Br)
1,09
Yodo (I)
0,54

* potenciales normales referidos al electrodo de hidrógeno.













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