Un diagrama de Latimer de un elemento químico es un resumen de los datos del potencial de electrodo estándar de ese elemento. Este tipo de diagrama recibe su nombre en honor a Wendell Mitchell Latimer (1893–1955), un químico estadounidense.
En un diagrama de Latimer, debido a que por convención las reacciones redox se muestran en la dirección de reducción (ganancia de electrones ), la forma más altamente oxidada del elemento está en el lado izquierdo, con estados de oxidación sucesivamente más bajos en el lado derecho. Las especies están conectadas por flechas, y el valor numérico del potencial estándar (en voltios ) para la reducción se escribe en cada flecha. Por ejemplo, para el oxígeno , las especies estarían en el orden O 2 (0), H 2 O 2 (–1), H 2 O (-2):
La flecha entre O 2 y H 2 O 2 tiene un valor +0,68 V encima, indica que el potencial de electrodo estándar para la reacción:
es 0,68 voltios.
Los diagramas de Latimer se pueden utilizar en la construcción de diagramas de Frost , como un resumen conciso de los potenciales de electrodo estándar relativos al elemento. Dado que Δ r G o = -n F E o , el potencial de electrodo es una representación del cambio de energía de Gibbs para la reducción dada. La suma de los cambios de energía de Gibbs para reducciones posteriores (por ejemplo, de O 2 a H 2 O 2 , luego de H 2 O 2 a H 2 O) es la misma que el cambio de energía de Gibbs para la reducción general (es decir, de O 2 a H 2 O), de acuerdo con la ley de Hess . Esto se puede utilizar para encontrar el potencial de electrodo para especies no adyacentes, lo que proporciona toda la información necesaria para el diagrama de Frost .
Es importante destacar que los potenciales de reducción estándar no son valores aditivos. No se pueden sumar directamente ni restar de los valores en voltios indicados en un diagrama de Latimer. Si es necesario, su cálculo se debe realizar a través de la diferencia de energías libres de Gibbs. La forma más fácil de proceder es simplemente utilizar energías (nE) expresadas directamente en electronvoltios (eV), porque la constante de Faraday F y el signo menos simplifican en ambos lados de la ecuación. Por lo tanto, los valores de E en voltios deben simplemente multiplicarse por el número (n) de electrones transferidos en la semirreacción considerada. Dado que la constante de Faraday puede desaparecer de la ecuación, no es necesario calcular Δ r G o expresado en julios.
Un simple examen de un diagrama de Latimer también puede indicar si una especie se desproporcionará en solución en las condiciones para las que se dan los potenciales de electrodo: si el potencial a la derecha de la especie es mayor que el potencial a la izquierda, se desproporcionará. Por lo tanto, el peróxido de hidrógeno H 2 O 2 es inestable y se desproporcionará en O 2 y H 2 O .