Jawapan:
Kedua-dua reaksi tersebut adalah spontan.
Penjelasan:
Anda sebenarnya berurusan dengan dua reaksi redoks, yang bermaksud bahawa anda boleh dengan mudah memikirkan yang mana, jika ada, adalah spontan dengan melihat potensi pengurangan standard untuk reaksi separuh.
Ambil reaksi pertama
#Cl_ (2 (g)) + 2Br _ ((aq)) ^ (-) -> Br_ (2 (l)) + 2Cl _ ((aq)) ^
The potensi pengurangan standard untuk reaksi separuh adalah
#Br_ (2 (l)) + 2e ^ (-) rightleftharpoons 2Br _ ((aq)) ^ (-) #, # E ^ @ = "+1.09 V" #
#Cl_ (2 (g)) + 2e ^ (-) rightleftharpoons 2Cl _ ((aq)) ^ (-) #, # E ^ @ = "+1.36 V" #
Agar tindak balas berlaku, anda memerlukan klorin mengoksidakan anion bromida kepada bromim cair, dan dikurangkan kepada anion klorida dalam proses tersebut.
Oleh sebab klorin mempunyai lebih positif #E ^ @ # nilai, ia akan menjadi lebih daripada sekadar melakukan perkara itu. Ini bermakna bahawa tindak balas keseimbangan pertama sebenarnya akan berpindah ke ditinggalkan, dan tindak balas keseimbangan kedua akan berpindah ke betul.
Potensi sel standard untuk tindak balas keseluruhan akan demikian
#E_ "cell" ^ @ = E_ "cathode" ^ @ + E_ "anode" ^ @ #
"(" ("Kerana keseimbangan bergerak ke kiri!")) = "+0.27 V" + underbrace (- "1.09 V"
Spontan sel diberikan oleh persamaan
# DeltaG ^ @ = -nF * E_ "cell" ^ @ #, di mana
# n # - bilangan elektron ditukar dalam reaksi;
# F # - Faraday tetap.
Ini pada dasarnya memberitahu anda bahawa, untuk reaksi sel menjadi spontan, #DeltaG ^ @ # mesti negatif, yang menyiratkannya #E_ "sel" ^ @ # mesti positif.
Kerana ini adalah kes untuk reaksi pertama, memanglah spontan.
Pendekatan yang sama boleh digunakan untuk reaksi kedua.
#Br_ (2 (l)) + 2I _ ((aq)) ^ (-) -> I_ (2 (aq)) + 2Br _ ((aq)) ^
Sekali lagi, gunakan potensi elektrod standard
#I_ (2)) + 2e ^ (-) rightleftharpoons 2I _ ((aq)) ^ (-) #, # E ^ @ = "+0.54 V" #
#Br_ (2 (l)) + 2e ^ (-) rightleftharpoons 2Br _ ((aq)) ^ (-) #, # E ^ @ = "+1.09 V" #
Kali ini, anda memerlukan bromin mengoksidakan anion iodida kepada iodin, dan dikurangkan dalam proses. The lebih positif #E ^ @ # nilai untuk mengurangkan tindak balas bromin mengesahkan bahawa inilah yang akan berlaku.
Keseimbangan pertama akan sekali lagi beralih kepada ditinggalkan, dan keseimbangan kedua kepada betul. Ini bermakna anda ada
#E_ "cell" ^ @ = E_ "cathode" ^ @ + E_ "anode" ^ @ #
= "+1.09 V" + underbrace (- "0.54 V")) _ (warna (biru) ("kerana keseimbangan bertukar kiri!")) = "+0.55 V"
Sekali lagi, a positif #E_ "sel" ^ @ # menyiratkan a negatif #DeltaG ^ @ #, dan dengan itu a reaksi spontan.
