Câu trả lời:
Cả hai phản ứng đó là tự phát.
Giải trình:
Bạn đang thực sự đối phó với hai phản ứng oxi hóa khử, điều đó có nghĩa là bạn có thể dễ dàng tìm ra cái nào, nếu có, là tự phát bằng cách nhìn vào tiềm năng giảm tiêu chuẩn cho các phản ứng nửa.
Phản ứng đầu tiên
#Cl_ (2 (g)) + 2Br _ ((aq)) ^ (-) -> Br_ (2 (l)) + 2Cl _ ((aq)) ^ (-) #
Các tiềm năng giảm tiêu chuẩn cho các phản ứng nửa
#Br_ (2 (l)) + 2e ^ (-) rightleftharpoons 2Br _ ((aq)) ^ (-) #, # E ^ @ = "+1,09 V" #
#Cl_ (2 (g)) + 2e ^ (-) rightleftharpoons 2Cl _ ((aq)) ^ (-) #, # E ^ @ = "+1.36 V" #
Để phản ứng xảy ra, bạn cần clo oxy hóa anion bromide thành bromime lỏng, và được khử thành anion clorua trong quá trình này.
Vì clo có một lạc quan hơn #E ^ @ # giá trị, nó sẽ nhiều hơn cpable làm điều đó. Điều này có nghĩa là phản ứng cân bằng đầu tiên sẽ thực sự chuyển sang tráivà phản ứng cân bằng thứ hai sẽ chuyển sang đúng.
Do đó, tiềm năng tế bào tiêu chuẩn cho phản ứng tổng thể sẽ là
#E_ "ô" ^ @ = E_ "cực âm" ^ @ + E_ "cực dương" ^ @ #
#E_ "ô" ^ @ = "1.36 V" + lớp dưới ((- "1.09 V")) _ (màu (màu xanh) ("vì trạng thái cân bằng di chuyển sang trái!")) = "+0,27 V" #
Tính tự phát của tế bào được cho bởi phương trình
# DeltaG ^ @ = -nF * E_ "ô" ^ @ #, Ở đâu
# n # - số electron trao đổi trong phản ứng;
# F # - Hằng số của Faraday.
Điều này về cơ bản cho bạn biết rằng, để phản ứng của tế bào được tự phát, #DeltaG ^ @ # cần phải tiêu cực, ngụ ý rằng #E_ "tế bào" ^ @ # cần phải tích cực.
Vì đây là trường hợp cho phản ứng đầu tiên, nó thực sự là tự phát.
Cách tiếp cận tương tự có thể được sử dụng cho phản ứng thứ hai.
#Br_ (2 (l)) + 2I _ ((aq)) ^ (-) -> I_ (2 (aq)) + 2Br _ ((aq)) ^ (-) #
Một lần nữa, sử dụng tiềm năng điện cực tiêu chuẩn
#I_ (2 (s)) + 2e ^ (-) rightleftharpoons 2I _ ((aq)) ^ (-) #, # E ^ @ = "+0,54 V" #
#Br_ (2 (l)) + 2e ^ (-) rightleftharpoons 2Br _ ((aq)) ^ (-) #, # E ^ @ = "+1,09 V" #
Lần này, bạn cần bromine để oxy hóa các anion iốt thành iốt, và được giảm trong quá trình. Các lạc quan hơn #E ^ @ # giá trị cho phản ứng nửa khử của brom xác nhận rằng đây là điều sẽ xảy ra.
Điểm cân bằng đầu tiên sẽ lại chuyển sang tráivà trạng thái cân bằng thứ hai đối với đúng. Điều này có nghĩa là bạn có
#E_ "ô" ^ @ = E_ "cực âm" ^ @ + E_ "cực dương" ^ @ #
#E_ "ô" ^ @ = "+1,09 V" + lớp dưới ((- "0,54 V")) _ (màu (màu xanh) ("vì trạng thái cân bằng dịch chuyển sang trái!")) = "+0,55 V" #
Một lần nữa, một tích cực #E_ "tế bào" ^ @ # ngụ ý một tiêu cực #DeltaG ^ @ #và do đó, một phản ứng tự phát.
