Svar:
Begge disse reaksjonene er spontane.
Forklaring:
Du har faktisk å gjøre med to redoksreaksjoner, noe som betyr at du enkelt kan finne ut hvilken som helst, er spontan ved å se på standard reduksjonspotensialer for halvreaksjonene.
Ta den første reaksjonen
# 2 (1)) + 2Cl _ ((aq)) ^ (-) -> Br_ (2)
De standard reduksjonspotensialer for halvreaksjonene er
#Br_ (2 (l)) + 2e ^ (-) rightleftharpoons 2Br _ ((aq)) ^ (-) #, # E ^ @ = "+1.09 V" #
#Cl_ (2 (g)) + 2e ^ (-) rightleftharpoons 2Cl _ ((aq)) ^ (-) #, # E ^ @ = "+1.36 V" #
For at reaksjonen skal finne sted, trenger du klor til oksidere bromidanionen til flytende bromim, og bli redusert til kloridanionen i prosessen.
Siden klor har a mer positiv #E ^ @ # verdi, vil det være mer enn bare å gjøre det. Dette betyr at den første likevektsreaksjonen faktisk vil flytte til venstre, og den andre likevektsreaksjonen vil bevege seg til Ikke sant.
Standardcellepotensialet for den samlede reaksjonen vil således være
#E_ "celle" ^ @ = E_ "katode" ^ @ + E_ "anode" ^ @ #
#E_ "celle" ^ @ = "1,36 V" + underbrace ((- - 1,09 V)) _ (farge (blå) ("fordi likevekten beveger seg til venstre!")) "" +0.27 V "
Cellens spontanitet er gitt av ligningen
# DeltaG ^ @ = -nF * E_ "celle" ^ @ #, hvor
# N # - antall elektroner som utveksles i reaksjonen;
# F # - Faraday er konstant.
Dette forteller deg i utgangspunktet, for at cellereaksjonen skal være spontan, #DeltaG ^ @ # må være negativ, noe som innebærer det #E_ "celle" ^ @ # må være positiv.
Siden dette er tilfellet for den første reaksjonen, er det faktisk spontan.
Den samme tilnærmingen kan brukes til den andre reaksjonen.
#Br_ (2 (l)) + 2I _ ((aq)) ^ (-) -> I_ (2 (aq)) + 2Br _ ((aq)) ^ (-) #
Bruk igjen standard elektrodepotensialene
#I_ (2 (s)) + 2e ^ (-) rightleftharpoons 2I _ ((aq)) ^ (-) #, # E ^ @ = "+0.54 V" #
#Br_ (2 (l)) + 2e ^ (-) rightleftharpoons 2Br _ ((aq)) ^ (-) #, # E ^ @ = "+1.09 V" #
Denne gangen trenger du brom til oksidere jodidanjonen til jod, og bli redusert i prosessen. De mer positiv #E ^ @ # verdi for broms reduksjon halvreaksjon bekrefter at dette er hva som skal skje.
Den første likevekten vil igjen skifte til venstre, og den andre likevekt til Ikke sant. Dette betyr at du har
#E_ "celle" ^ @ = E_ "katode" ^ @ + E_ "anode" ^ @ #
#E_ "celle" ^ @ = "+1.09 V" + underbrace ((- "0,54 V")) _ (farge (blå) ("fordi likevekten skifter igjen!")) = "+0.55 V"
Igjen, a positiv #E_ "celle" ^ @ # innebærer a negativ #DeltaG ^ @ #, og dermed a spontan reaksjon.
