Відповідь:
Обидві ці реакції спонтанні.
Пояснення:
Ви фактично маєте справу з двома окислювально-відновними реакціями, що означає, що ви можете легко зрозуміти, який з них, якщо такий є, є спонтанним, дивлячись на стандартні потенціали зниження для напівреакцій.
Візьміть першу реакцію
#Cl_ (2 (g)) + 2Br _ ((aq)) ^ (-) -> Br_ (2 (l)) + 2Cl _ ((aq)) ^ (-) #
The стандартні потенціали зниження для напів-реакцій
#Br_ (2 (l)) + 2e ^ (-) rightleftharpoons 2Br _ ((aq)) ^ (-) #, # E ^ @ = "+1.09 V" #
#Cl_ (2 (g)) + 2e ^ (-) rightleftharpoons 2Cl _ ((aq)) ^ (-) #, # E ^ @ = "+1,36 В" #
Для того, щоб реакція відбулася, потрібно хлору окислювати бромид-аніон до рідкого брому і відносяться до хлорид-аніону в процесі.
Оскільки хлор має a більш позитивним #E ^ @ # значення, це буде більше, ніж cpable робити саме це. Це означає, що перша рівноважна реакція дійсно перейде до зліва, а друга рівноважна реакція перейде до право.
Таким чином, стандартний клітинний потенціал для загальної реакції буде
#E_ "клітинка" ^ @ = E_ "катод" ^ @ + E_ "анод" ^ @ #
#E_ "cell" ^ @ = "1.36 V" + underbrace ((- "1.09 V")) _ (колір (синій) ("тому що рівновага рухається вліво!")) = "+0.27 V" #
Спонтанність клітини задається рівнянням
# DeltaG ^ @ = -nF * E_ "клітинка" ^ @ #, де
# n # - кількість електронів, що обмінюються в реакції;
# F # - Постійна Фарадея.
Це в основному говорить вам, що для того, щоб реакція клітини була спонтанні, #DeltaG ^ @ # повинно бути негативний, що випливає з цього #E_ "клітинка" ^ @ # повинно бути позитивний.
Оскільки це стосується першої реакції, це дійсно так спонтанні.
Такий же підхід можна використовувати для другої реакції.
#Br_ (2 (l)) + 2I _ ((aq)) ^ (-) -> I_ (2 (aq)) + 2Br _ ((aq)) ^ (-) #
Ще раз використовуйте стандартні потенціали електродів
#I_ (2 (s)) + 2e ^ (-) правихфарпонів 2I _ ((aq)) ^ (-) #, # E ^ @ = "+0,54 В" #
#Br_ (2 (l)) + 2e ^ (-) rightleftharpoons 2Br _ ((aq)) ^ (-) #, # E ^ @ = "+1.09 V" #
На цей раз потрібно бром до окислювати йодид-аніон до йоду і скорочуються в процесі. The більш позитивним #E ^ @ # Значення для зменшення напів-реакції брому підтверджує, що саме це станеться.
Перше рівновагу знову зміститься на зліваі друге рівновагу право. Це означає, що у вас є
#E_ "клітинка" ^ @ = E_ "катод" ^ @ + E_ "анод" ^ @ #
#E_ "клітинка" ^ @ = "+1.09 V" + underbrace ((- "0.54 V")) _ (колір (синій) ("тому що рівновага зміщується вліво!")) = "+0.55 V" #
Знову: a позитивний #E_ "клітинка" ^ @ # означає a негативний #DeltaG ^ @ #і, таким чином, a спонтанна реакція.
