Απάντηση:
Και οι δύο αυτές αντιδράσεις είναι αυθόρμητες.
Εξήγηση:
Αντιμετωπίζετε πραγματικά δύο οξειδοαναγωγικές αντιδράσεις, πράγμα που σημαίνει ότι μπορείτε εύκολα να καταλάβετε ποια, αν υπάρχει, είναι αυθόρμητη κοιτάζοντας το τυποποιημένες δυνατότητες μείωσης για τις μισές αντιδράσεις.
Πάρτε την πρώτη αντίδραση
(-) -> Br (2 (1)) + 2C1 ((aq)) ^ (-) #
ο τυποποιημένες δυνατότητες μείωσης για τις μισές αντιδράσεις
# Βr (2 (1)) + 2e ^ (-) δεξιό άθροισμα 2Br ((aq)) ^ (-) #, # E ^ @ = "+1.09 V" #
(-) (+) - (2) - (2), # E ^ @ = "+1.36 V" #
Για να γίνει η αντίδραση, χρειάζεστε χλώριο οξειδώνω το ανιόν του βρωμιδίου σε υγρό βρώμιο και να αναχθεί στο χλωριούχο ανιόν στη διαδικασία.
Δεδομένου ότι το χλώριο έχει α πιο θετική #E ^ @ # αξία, θα είναι περισσότερο από cpable να κάνει ακριβώς αυτό. Αυτό σημαίνει ότι η πρώτη αντίδραση ισορροπίας θα μεταβεί στην πραγματικότητα αριστερά, και η δεύτερη αντίδραση ισορροπίας θα μετακινηθεί στο σωστά.
Το πρότυπο κυτταρικό δυναμικό για τη συνολική αντίδραση θα είναι συνεπώς
#E_ "κυψέλη" ^ @ = E_ "κάθοδος" ^ @ + E_ "άνοδος" ^ @ #
#E_ "κυψέλη" ^ @ = "1.36 V" + underbrace ((- "1.09 V")) _ (χρώμα (μπλε)
Ο αυθορμητισμός του κυττάρου δίνεται από την εξίσωση
# DeltaG ^ @ = -nF * E_ "κύτταρο" ^ @ #, όπου
# n # - τον αριθμό των ηλεκτρονίων που ανταλλάσσονται στην αντίδραση, #ΦΑ# - Η σταθερά του Faraday.
Αυτό βασικά σας λέει ότι, για να είναι η αντίδραση των κυττάρων αυθόρμητος, #DeltaG ^ @ # πρέπει να είναι αρνητικός, πράγμα που σημαίνει αυτό #E_ "κελί" ^ @ @ πρέπει να είναι θετικός.
Δεδομένου ότι αυτό συμβαίνει στην πρώτη αντίδραση, είναι πράγματι αυθόρμητος.
Η ίδια προσέγγιση μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη δεύτερη αντίδραση.
(-) -> 1 (2 (aq)) + 2Br ((aq)) ^ (-) #
Για άλλη μια φορά, χρησιμοποιήστε τα τυποποιημένα δυναμικά ηλεκτροδίων
(-) (2 (s)) + 2e ^ (-) δεξιές αριστερές κουκίδες 2 Ι ((aq)) ^ (-) #, # E ^ @ = "+0.54 V" #
# Βr (2 (1)) + 2e ^ (-) δεξιό άθροισμα 2Br ((aq)) ^ (-) #, # E ^ @ = "+1.09 V" #
Αυτή τη φορά, χρειάζεστε βρώμιο οξειδώνω το ιωδιούχο ανιόν προς το ιώδιο και να μειωθεί στη διαδικασία. ο πιο θετική #E ^ @ # αξία για τη μισή αντίδραση μείωσης βρωμίου επιβεβαιώνει ότι αυτό είναι αυτό που πρόκειται να συμβεί.
Η πρώτη ισορροπία θα αλλάξει και πάλι στην αριστερά, και η δεύτερη ισορροπία με το σωστά. Αυτό σημαίνει ότι έχετε
#E_ "κυψέλη" ^ @ = E_ "κάθοδος" ^ @ + E_ "άνοδος" ^ @ #
#E_ "κυψέλη" ^ @ = "+1.09 V" + υπομέτρος ((- "0.54 V")) _ (χρώμα (μπλε)
Και πάλι, α θετικός #E_ "κελί" ^ @ @ συνεπάγεται α αρνητικός #DeltaG ^ @ #, και έτσι a αυθόρμητη αντίδραση.
