Válasz:
Mindkét reakció spontán.
Magyarázat:
Tényleg két redox reakcióval foglalkozol, ami azt jelenti, hogy könnyen kitalálhatod, hogy melyik, ha van, spontán a standard redukciós potenciálok a félreakciók esetében.
Vegyük az első reakciót
#Cl_ (2 (g)) + 2Br _ ((aq)) ^ (-) -> Br_ (2 (l)) + 2Cl _ ((aq)) ^ (-) #
A standard redukciós potenciálok a félreakciók esetében
#Br_ (2 (l)) + 2e ^ (-) rightleftharpoons 2Br _ ((aq)) ^ (-) #, # E ^ @ = "+1.09 V" #
#Cl_ (2 (g)) + 2e ^ (-) rightleftharpoons 2Cl _ ((aq)) ^ (-) #, # E ^ @ = "+1.36 V" #
Ahhoz, hogy a reakció bekövetkezzen, klórra van szüksége oxidálódik a bromid anionja folyékony brómhoz, és az eljárás során a klorid-anionokká redukálódik.
Mivel a klór a pozitívabb #E ^ @ # érték, akkor többet fog elképzelni, hogy ezt csak megtehetjük. Ez azt jelenti, hogy az első egyensúlyi reakció valójában a balraés a második egyensúlyi reakció a jobb.
Így a teljes reakcióra vonatkozó standard sejtpotenciál lesz
#E_ "cell" ^ @ = E_ "katód" ^ @ + E_ "anód" ^ @ #
#E_ "cella" ^ @ = "1,36 V" + aláfutás ((- "1,09 V")) _ (szín (kék) ("mert az egyensúly balra mozog!")) = "+0.27 V" #
A sejt spontaneitását az egyenlet adja
# DeltaG ^ @ = -nF * E_ "cella" ^ @ #, hol
# N # - a reakcióban kicserélt elektronok száma;
# F # - Faraday állandó.
Ez alapvetően azt mondja meg, hogy a sejtreakció legyen spontán, #DeltaG ^ @ # kell, hogy legyen negatív, ami azt jelenti, hogy #E_ "sejt" ^ @ # kell, hogy legyen pozitív.
Mivel ez a helyzet az első reakció esetében, valóban spontán.
Ugyanez a megközelítés alkalmazható a második reakcióban.
#Br_ (2 (l)) + 2I _ ((aq)) ^ (-) -> I_ (2 (aq)) + 2Br _ ((aq)) ^ (-) #
Ismét használja a standard elektródpotenciálokat
#I_ (2 (s)) + 2e ^ (-) rightleftharpoons 2I _ ((aq)) ^ (-) #, # E ^ @ = "+0,54 V" #
#Br_ (2 (l)) + 2e ^ (-) rightleftharpoons 2Br _ ((aq)) ^ (-) #, # E ^ @ = "+1.09 V" #
Ezúttal brómra van szüksége oxidálódik a jód-anion jódhoz, és csökkenteni kell a folyamatot. A pozitívabb #E ^ @ # A bróm redukciós felezési reakció értéke megerősíti, hogy ez fog történni.
Az első egyensúly ismét a balraés a második egyensúly a jobb. Ez azt jelenti, hogy van
#E_ "cell" ^ @ = E_ "katód" ^ @ + E_ "anód" ^ @ #
#E_ "cella" ^ @ = "+1.09 V" + aláfutás ((- "0,54 V")) _ (szín (kék) ("mert az egyensúly eltolódik balra!")) = "+0,55 V" #
Ismét a pozitív #E_ "sejt" ^ @ # magában foglalja a negatív #DeltaG ^ @ #, és így a spontán reakció.
