Responda:
Ambas as reações são espontâneas.
Explicação:
Você está realmente lidando com duas reações redox, o que significa que você pode facilmente descobrir qual delas, se alguma, é espontânea, olhando para o potenciais de redução padrão para as meias reações.
Tome a primeira reação
#Cl_ (2 (g)) + 2Br _ ((aq)) ^ (-) -> Br_ (2 (l)) + 2Cl _ ((aq)) ^ (-) #
o potenciais de redução padrão para as meias reações são
#Br_ (2 (l)) + 2e ^ (-) rightleftharpoons 2Br _ ((aq)) ^ (-) #, # E ^ @ = "+1,09 V" #
#Cl_ (2 (g)) + 2e ^ (-) rightleftharpoons 2Cl _ ((aq)) ^ (-) #, # E ^ @ = "+1,36 V" #
Para que a reação ocorra, você precisa de cloro para oxidar o ânion brometo a bromima líquida, e ser reduzido ao ânion cloreto no processo.
Desde que o cloro tem um mais positivo #E ^ @ # valor, será mais do que possível fazer exatamente isso. Isto significa que a primeira reação de equilíbrio vai realmente passar para o esquerda, e a segunda reação de equilíbrio se moverá para o certo.
O potencial celular padrão para a reação total será, portanto, # E_ "cell" ^ @ = E_ "cathode" ^ @ + E_ "anode" ^ @ #
#E_ "cell" ^ @ = "1,36 V" + underbrace ((- "1,09 V")) _ (cor (azul) ("porque o equilíbrio se move para a esquerda!")) = "+0,27 V" #
A espontaneidade da célula é dada pela equação
# DeltaG ^ @ = -nF * E_ "célula" ^ @ #, Onde
# n # - o número de elétrons trocados na reação;
# F # - Constante de Faraday.
Isso basicamente diz que, para que a reação celular seja espontâneo, #DeltaG ^ @ # devemos ser negativo, o que implica que #E_ "cell" ^ @ # devemos ser positivo.
Como esse é o caso da primeira reação, é de fato espontâneo.
A mesma abordagem pode ser usada para a segunda reação.
#Br_ (2 (l)) + 2I _ ((aq)) ^ (-) -> I_ (2 (aq)) + 2Br _ ((aq)) ^ (-) #
Mais uma vez, use os potenciais padrão do eletrodo
#I_ (2 (s)) + 2e ^ (-) rightleftharpoons 2I _ ((aq)) ^ (-) #, # E ^ @ = "+0,54 V" #
#Br_ (2 (l)) + 2e ^ (-) rightleftharpoons 2Br _ ((aq)) ^ (-) #, # E ^ @ = "+1,09 V" #
Desta vez, você precisa de bromo para oxidar o ânion iodeto ao iodo, e ser reduzido no processo. o mais positivo #E ^ @ # O valor da reação de redução do bromo confirma que isso é o que vai acontecer.
O primeiro equilíbrio mudará novamente para o esquerda, e o segundo equilíbrio para o certo. Isso significa que você tem
# E_ "cell" ^ @ = E_ "cathode" ^ @ + E_ "anode" ^ @ #
#E_ "cell" ^ @ = "+1.09 V" + underbrace ((- "0.54 V")) _ (cor (azul) ("porque o equilíbrio muda para a esquerda!")) = "+0.55 V" #
Mais uma vez, positivo #E_ "cell" ^ @ # implica um negativo #DeltaG ^ @ #e, assim, um reação espontânea.
