Reduktionsäquivalent
Das Reduktionsäquivalent ist eine Maßeinheit, um zu beschreiben, wie viele Elektronen ein Atom oder Teilchen bei einer Reduktion bzw. bei einer Redoxreaktion abgibt. Der Reduktionsstoff bzw. auch als Reduktionsmittel bezeichnet, fungiert dabei als Elektronengeber, welcher eine bestimmte Anzahl an Elektronen an einen Elektronenempfänger übergibt.
Das Ausmaß, also das eigentliche Reduktionsäquivalent, umfasst bei chemischen Reaktionen 1 Mol Elektronen. Wird bei einer Reaktion je Molekül ein Elektron übertragen, entspricht dies genau einem Reduktionsäquivalent. Werden zwei Elektronen je Molekül übertragen, entspricht dies zwei Reduktionsäquivalenten. Doch in mancher Literatur werden die Begriffe Reduktionsstoff und Reduktionsäquivalent als Synonym verwendet.
Gerade in der Biologie, insbesondere der Biophysik und Biochemie, ist die Quantifizierung der Elektronenübergänge von Bedeutung. So finden Redoxreaktionen zum Beispiel bei der Atmung, der Phototrophie oder der Assimilation statt. Man unterscheidet verschiedene Formen von Elektronenüberträgern:
- Überträger von reinen Elektronen: Dies findet beispielsweise in Cytochromen statt, welche als Enzyme der Atmungskette wirken, aber auch bei der Photosynthese oder der Zellatmung zum Einsatz kommen. Bei der Elektronenübertragung – welche während der Zellatmung stattfindet, oxidiert oder reduziert das zentral liegende Eisenatom reversibel (umkehrbare Zustandsänderung). Aus Fe3+ wird Fe2+ und umgekehrt. Der Austausch findet also 1 zu 1 statt, wodurch das Reduktionsäquivalent einem Mol des Elektronenüberträgers entspricht.
- Überträger von Wasserstoffatomen: Flavin-Adenin-Dinukleotid (kurz: FAD) ist ein Coenzym, welches einzelne Elektronen übertragen kann und molekularen Sauerstoff aktivieren kann, weshalb es in der Atmungskette eine wichtige Rolle spielt. Bei der Hydrierung und Dehydrierung (Oxidation und Reduktion) werden je Molekül zwei Wasserstoffatome übertragen. Ein Mol entspricht demnach zwei Reduktionsäquivalenten.
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