氧化还原平衡
在实践中化学根据条件的不同，反应可以向任意方向进行。的自发的由半细胞电位预测的特定氧化还原反应的方向适用于一组标准的反应条件。具体来说，假设温度为25°C，试剂浓度为指定。气体在一个大气压下存在，溶质在一摩尔每升(1分子量在一升溶液中溶解的克)浓度(1M)。假定固体以其正常稳定形式与反应溶液接触，并且水总是被认为是溶剂。许多实际问题可以直接用标准来解决减少潜力。
然而，还原势的有用性被称为热力学关系大大扩展了能斯特方程，这使得计算半细胞电位的变化成为可能偏差从标准浓度条件。在反应中锌金属和铜(II)离子，锌和的标准条件铜金属只需要两种固体都与溶液接触即可;的E°值不受两种金属的总量或比例的影响。整个反应的自发率为+1.10伏是基于水相锌(II)离子(Zn2 +[aq])和水铜(II)离子(Cu2 +(aq))。利用能斯特方程，发现E°的整体反应将+1.10伏，只要两者离子以相同的浓度存在，无论浓度高低。
另一方面，如果锌(II)与铜(II)离子浓度的比值增加，则还原电位(E°)下降，直到锌离子的优势非常高，E°变成0伏。在这一点上，没有净趋势的反应进行自发的任何方向。如果锌(II)与铜(II)离子的比例进一步增大，则自发方向发生逆转，锌离子自发氧化铜金属。在实际应用中，锌(II)离子与铜(II)离子的浓度比如此之高是不可能实现的，这意味着该反应只能由铜(II)离子氧化锌金属自发进行。有很多反应E在标准条件下小于+1.10伏的°值可以通过调整产物和反应物浓度的比例在任何方向上进行。在这一点上E°= 0伏表示状态为化学平衡．当化学反应发生时平衡时，试剂的浓度不随时间变化，因为净反应在任何方向上都不是自发的。半细胞电位测量与能斯特方程计算相结合，是确定与化学平衡相对应的浓度条件的有力技术。
反应速率
可预测性
预测a的自发方向有实际的局限性化学反应，最重要的是产生于反应速率的问题。一个类比可以用简单的物理系统在一个倾斜的平面上做一个块。因为有利的能源改变时，物体会自发地沿着斜坡向下滑动，而不是向上，在力学平衡时，它会在斜坡的底部，因为那是重力能量最低的位置。石块滑动的速度有多快是一个更复杂的问题，因为它取决于滑动的数量和类型摩擦礼物。化学反应的自发方向是类似的以下坡方向为滑块，且化学平衡位置类似于斜坡底部;达到平衡的速率取决于效率可用的反应过程。在锌金属和水铜(II)离子之间，反应进行没有可观察到的延迟，但各种其他自发的氧化还原过程在普通条件下以难以察觉的缓慢速率进行。
生物过程
在决定氧化还原反应速率的机制的作用的一个特别重要的说明有关呼吸的中心能量产生过程生活．被分子氧化的食品氧气在呼吸过程中，摄入前与氧气反应不大。高能量食物，如谷物和糖能抵抗大气无限的，但是很快转换来二氧化碳呼吸过程中与氧气结合，形成水分新陈代谢．的行为说明了这种情况葡萄糖环境温度下。
高能量食物的不同速率行为的意义细胞被戏剧化了吗艾伯特Szent-Gyorgyi他是匈牙利出生的美国生物化学家，也是呼吸化学机制研究的先驱:
你还记得埃及皇帝坟墓的激动人心的故事吧。在开幕式上，皇帝的早餐被发现没有燃烧，尽管它已经暴露在氧气的作用下数千年，温度与37°C[98.6°F]相差不大。国王站起来了吗消耗他的早餐，正如他所预期的那样，食物会被氧化，也就是说，皇帝的细胞会发生反应，而不是自发地进行(从阿尔伯特V. Szent-Györgyi，氧化，发酵，维生素，健康和疾病；威廉姆斯和威尔金斯公司，1939)。
生命系统能够使用呼吸氧化作为能量来源，只是因为同样的反应在细胞外是缓慢的。作为为食物氧化提供有效机制的回报，细胞获得了对食物的控制性格被解放的人化学能．
例如化学对呼吸作用的研究表明了确定氧化还原反应速率和机制的重要性。通常，即使是相对简单的反应，问题也很难回答。已经指出，许多氧化还原过程可以分为氧原子-、氢原子-或电子转移过程。这些类别描述了所涉及的净变化，但没有提供对反应机制的深入了解。