Koja je od sljedećih reakcija spontana? (i) Cl_2 + 2Br ^ (-) -> Br_2 + 2Cl ^ (-) (ii) Br_2 + 2I ^ (-) -> I_2 + 2Br ^ (-)

Odgovor:

Obje su reakcije spontane.

Obrazloženje:

Zapravo se bavite s dvije redoks reakcije, što znači da možete lako shvatiti koja je, ako uopće, spontana gledajući potencijala standardnog smanjenja za polu-reakcije.

Uzmi prvu reakciju

#Cl_ (2 (g)) + 2Br _ ((aq)) ^ (-) -> Br_ (2 (l)) + 2Cl _ ((aq)) ^ (-) #

potencijala standardnog smanjenja za polu-reakcije su

#Br_ (2 (l)) + 2e ^ (-) desnofarpona 2Br _ ((aq)) ^ (-) #, # E ^ @ = "+1.09 V" #

#Cl_ (2 (g)) + 2e ^ (-) desnofarpona 2Cl _ ((aq)) ^ (-) #, # E ^ @ = "+1,36 V" #

Da bi se reakcija odvijala, treba ti klor oksidirati bromid-anion u tekući bromid, te se u tom procesu reducira do kloridnog aniona.

Budući da klor ima a pozitivnije #E ^ @ # vrijednost, to će biti više nego cpable učiniti upravo to. To znači da će se prva ravnotežna reakcija zapravo pomaknuti u lijevo, a druga ravnotežna reakcija će se pomaknuti u pravo.

Standardni ćelijski potencijal za ukupnu reakciju će tako biti

#E_ "ćelija" ^ @ = E_ "katoda" ^ @ + E_ "anoda" ^ @ #

#E_ "cell" ^ @ = "1.36 V" + underbrace ((- "1.09 V")) _ (boja (plava) ("jer se ravnoteža pomiče ulijevo!")) = "+0.27 V" #

Spontanost stanice dana je jednadžbom

# DeltaG ^ @ = -nF * E_ "ćelija" ^ @ #, gdje

# # N - broj elektrona razmijenjenih u reakciji;

# F # - Faradejeva konstanta.

To vam u osnovi to govori, da bi reakcija stanica bila spontan, #DeltaG ^ @ # mora biti negativan, što implicira da #E_ "stanica" ^ '# mora biti pozitivan.

Budući da je to slučaj s prvom reakcijom, to je doista spontan.

Isti pristup može se koristiti za drugu reakciju.

#Br_ (2 (l)) + 2I _ ((aq)) ^ (-) -> I_ (2 (aq)) + 2Br _ ((aq)) ^ (-) #

Još jednom, upotrijebite standardne potencijale elektroda

#I_ (2 (s)) + 2e ^ (-) desnafarpona 2I _ ((aq)) ^ (-) #, # E ^ @ = "+0,54 V" #

#Br_ (2 (l)) + 2e ^ (-) desnofarpona 2Br _ ((aq)) ^ (-) #, # E ^ @ = "+1.09 V" #

Ovaj put vam treba brom oksidirati jodidni anion na jod, te se u tom procesu smanjuje. pozitivnije #E ^ @ # vrijednost za polu-reakciju redukcije broma potvrđuje da će se to dogoditi.

Prva ravnoteža ponovno će se pomaknuti na lijevoi druga ravnoteža pravo, To znači da imate

#E_ "ćelija" ^ @ = E_ "katoda" ^ @ + E_ "anoda" ^ @ #

#E_ "cell" ^ @ = "+1.09 V" + underbrace ((- "0.54 V")) _ (boja (plava) ("jer se ravnoteža pomiče lijevo!")) = "+0.55 V" #

Opet, a pozitivan #E_ "stanica" ^ '# podrazumijeva a negativan #DeltaG ^ @ #, i time a spontana reakcija.