Risposta:
Entrambe queste reazioni sono spontanee.
Spiegazione:
In effetti stai affrontando due reazioni redox, il che significa che puoi facilmente capire quale, se ce n'è una, è spontanea guardando il potenziali di riduzione standard per le mezze reazioni
Prendi la prima reazione
#Cl_ (2 (g)) + 2Br _ ((aq)) ^ (-) -> Br_ (2 (l)) + 2Cl _ ((aq)) ^ (-) #
Il potenziali di riduzione standard per le mezze reazioni sono
#Br_ (2 (l)) + 2e ^ (-) rightleftharpoons 2Br _ ((aq)) ^ (-) #, # E ^ @ = "+1.09 V" #
#Cl_ (2 (g)) + 2e ^ (-) rightleftharpoons 2Cl _ ((aq)) ^ (-) #, # E ^ @ = "+1,36 V" #
Affinché la reazione abbia luogo, è necessario il cloro ossidare l'anione bromuro al bromimonio liquido ed essere ridotto all'anione cloruro nel processo.
Poiché il cloro ha un più positivo #E ^ @ # valore, sarà più che cpabile di fare proprio questo. Ciò significa che la prima reazione di equilibrio si sposterà effettivamente al sinistrae la seconda reazione di equilibrio si sposterà verso destra.
Il potenziale di cellule standard per la reazione generale sarà quindi
#E_ "cella" ^ @ = E_ "catodo" ^ @ + E_ "anodo" ^ @ #
#E_ "cella" ^ @ = "1,36 V" + underbrace ((- "1,09 V")) _ (colore (blu) ("perché l'equilibrio si sposta a sinistra!")) = "+0.27 V" #
La spontaneità della cella è data dall'equazione
# DeltaG ^ @ = -nF * E_ "cella" ^ @ #, dove
# N # - il numero di elettroni scambiati nella reazione;
# F # - La costante di Faraday.
Questo in sostanza ti dice che, in modo che la reazione cellulare sia spontaneo, #DeltaG ^ @ # deve essere negativo, che implica questo #E_ "cella" ^ @ # deve essere positivo.
Poiché questo è il caso della prima reazione, è davvero così spontaneo.
Lo stesso approccio può essere utilizzato per la seconda reazione.
#Br_ (2 (l)) + 2I _ ((aq)) ^ (-) -> I_ (2 (aq)) + 2Br _ ((aq)) ^ (-) #
Ancora una volta, utilizzare i potenziali elettrodi standard
#I_ (2 (s)) + 2e ^ (-) rightleftharpoons 2I _ ((aq)) ^ (-) #, # E ^ @ = "+0,54 V" #
#Br_ (2 (l)) + 2e ^ (-) rightleftharpoons 2Br _ ((aq)) ^ (-) #, # E ^ @ = "+1.09 V" #
Questa volta, ti serve il bromo ossidare l'anione ioduro allo iodio e si riduce nel processo. Il più positivo #E ^ @ # valore per la mezza reazione di riduzione del bromo conferma che questo è ciò che accadrà.
Il primo equilibrio si sposterà nuovamente al sinistrae il secondo equilibrio al destra. Questo significa che tu hai
#E_ "cella" ^ @ = E_ "catodo" ^ @ + E_ "anodo" ^ @ #
#E_ "cella" ^ @ = "+1.09 V" + underbrace ((- "0.54 V")) _ (colore (blu) ("perché l'equilibrio si sposta a sinistra!")) = "+0.55 V" #
Di nuovo, a positivo #E_ "cella" ^ @ # implica a negativo #DeltaG ^ @ #e quindi a reazione spontanea.
