Antworten:
Beide Reaktionen sind spontan.
Erläuterung:
Es handelt sich tatsächlich um zwei Redoxreaktionen, was bedeutet, dass Sie leicht herausfinden können, welche, wenn überhaupt, spontan ist Standard-Reduktionspotentiale für die Halbreaktionen.
Nimm die erste Reaktion
#Cl_ (2 (g)) + 2Br ((aq)) ^ (-) -> Br_ (2 (l)) + 2Cl_ ((aq)) ^ (-) #
Das Standard-Reduktionspotentiale für die halben Reaktionen sind
#Br_ (2 (l)) + 2e ^ (-) rightleftharpoons 2Br _ ((aq)) ^ (-) #, # E ^ @ = "+1,09 V" #
#Cl_ (2 (g)) + 2e ^ (-) rightleftharpoons 2Cl _ ((aq)) ^ (-) #, # E ^ @ = "+1.36 V" #
Damit die Reaktion stattfinden kann, benötigen Sie Chlor oxidieren das Bromidanion zu flüssigem Bromim und wird dabei zum Chloridanion reduziert.
Da hat Chlor eine mehr positiv #E ^ @ # Wert, es wird mehr als nur möglich sein. Dies bedeutet, dass sich die erste Gleichgewichtsreaktion tatsächlich in die linksund die zweite Gleichgewichtsreaktion bewegt sich in die Recht.
Das Standardzellpotential für die Gesamtreaktion ist somit
#E_ "Zelle" ^ @ = E_ "Kathode" ^ @ + E_ "Anode" ^ @ #
#E_ "cell" ^ @ = "1,36 V" + Unterstrich ((- "1,09 V")) _ (Farbe (blau) ("weil sich das Gleichgewicht nach links bewegt!")) = "+0,27 V" #
Die Spontanität der Zelle ergibt sich aus der Gleichung
# DeltaG ^ @ = -nF * E_ "Zelle" ^ @ #, woher
# n # - die Anzahl der in der Reaktion ausgetauschten Elektronen;
# F # - Faraday ist konstant.
Dies sagt Ihnen im Grunde das, damit die Zellreaktion sein kann spontan, #DeltaG ^ @ # muss sein Negativ, was das impliziert #E_ "Zelle" ^ @ # muss sein positiv.
Da dies für die erste Reaktion der Fall ist, ist es tatsächlich so spontan.
Der gleiche Ansatz kann für die zweite Reaktion verwendet werden.
#Br_ (2 (l)) + 2I _ ((aq)) ^ (-) -> I_ (2 (aq)) + 2Br _ ((aq)) ^ (-) #
Verwenden Sie erneut die Standardelektrodenpotentiale
#I_ (2 (s)) + 2e ^ (-) rightleftharpoons 2I _ ((aq)) ^ (-) #, # E ^ @ = "+0,54 V" #
#Br_ (2 (l)) + 2e ^ (-) rightleftharpoons 2Br _ ((aq)) ^ (-) #, # E ^ @ = "+1,09 V" #
Diesmal brauchen Sie Brom oxidieren das Jodidanion zu Jod, und werden dabei reduziert. Das mehr positiv #E ^ @ # Der Wert für die Reduktionshalbreaktion von Brom bestätigt, dass dies der Fall ist.
Das erste Gleichgewicht verlagert sich wieder auf das linksund das zweite Gleichgewicht zum Recht. Das bedeutet, dass Sie haben
#E_ "Zelle" ^ @ = E_ "Kathode" ^ @ + E_ "Anode" ^ @ #
#E_ "cell" ^ @ = "+1,09 V" + Unterstrich ((- "0,54 V")) _ (Farbe (blau) ("weil sich das Gleichgewicht nach links verschiebt!")) = "+0,55 V" #
Wieder a positiv #E_ "Zelle" ^ @ # impliziert a Negativ #DeltaG ^ @ #und somit a spontane Reaktion.
