Ответ:
Обе эти реакции являются спонтанными.
Объяснение:
Вы на самом деле имеете дело с двумя окислительно-восстановительными реакциями, что означает, что вы можете легко выяснить, какая из них, если таковая имеется, является спонтанной, глядя на стандартные восстановительные потенциалы для полуреакций.
Принять первую реакцию
#Cl_ (2 (г)) + 2Br _ ((aq)) ^ (-) -> Br_ (2 (l)) + 2Cl _ ((aq)) ^ (-) #
стандартные восстановительные потенциалы для полуреакций
#Br_ (2 (l)) + 2e ^ (-) правой левой ложки 2Br _ ((aq)) ^ (-) #, # E ^ @ = "+1.09 V" #
#Cl_ (2 (г)) + 2e ^ (-) правосторонние ложки 2Cl _ ((aq)) ^ (-) #, # E ^ @ = "+1.36 V" #
Для того, чтобы реакция прошла, вам нужен хлор для окислять от бромид-аниона до жидкого бромима, и при этом его восстанавливают до хлорид-аниона.
Так как хлор имеет более позитивный #E ^ @ # значение, это будет более чем способным сделать именно это. Это означает, что первая равновесная реакция фактически переместится в оставили вторая равновесная реакция переместится в право.
Таким образом, стандартный потенциал клеток для общей реакции будет
#E_ "ячейка" ^ @ = E_ "катод" ^ @ + E_ "анод" ^ @ #
#E_ "cell" ^ @ = "1,36 В" + нижняя опора ((- "1,09 В")) _ (цвет (синий) ("потому что равновесие движется влево!")) = "+0,27 В" #
Спонтанность клетки задается уравнением
# DeltaG ^ @ = -nF * E_ "cell" ^ @ #, где
# П # - количество электронов, обменявшихся в реакции;
# F # - Постоянная Фарадея.
Это в основном говорит вам, что для того, чтобы реакция клетки была спонтанный, #DeltaG ^ @ # должно быть отрицательныйчто подразумевает, что #E_ "клетка" ^ @ # должно быть положительный.
Так как это относится к первой реакции, это действительно спонтанный.
Тот же подход можно использовать для второй реакции.
#Br_ (2 (l)) + 2I _ ((aq)) ^ (-) -> I_ (2 (aq)) + 2Br _ ((aq)) ^ (-) #
Еще раз, используйте стандартные электродные потенциалы
#I_ (2 (s)) + 2e ^ (-) правосторонние ложки 2I _ ((aq)) ^ (-) #, # E ^ @ = "+0.54 V" #
#Br_ (2 (l)) + 2e ^ (-) правой левой ложки 2Br _ ((aq)) ^ (-) #, # E ^ @ = "+1.09 V" #
На этот раз вам нужен бром, чтобы окислять йодид-анион до йода, и будет восстановлен в процессе. более позитивный #E ^ @ # значение для полуреакции восстановления брома подтверждает, что это то, что должно произойти.
Первое равновесие снова сместится к оставили второе равновесие с право, Это означает, что у вас есть
#E_ "ячейка" ^ @ = E_ "катод" ^ @ + E_ "анод" ^ @ #
#E_ "cell" ^ @ = "+1.09 V" + underbrace ((- "0.54 V")) _ (цвет (синий) ("потому что равновесие смещается влево!")) = "+0.55 V" #
Опять положительный #E_ "клетка" ^ @ # подразумевает отрицательный #DeltaG ^ @ #и, таким образом, спонтанная реакция.
