أي من ردود الفعل التالية هي / هي عفوية؟ (i) Cl_2 + 2Br ^ (-) -> Br_2 + 2Cl ^ (-) (ii) Br_2 + 2I ^ (-) -> I_2 + 2Br ^ (-)

إجابة:

كل من ردود الفعل هذه تلقائية.

تفسير:

أنت في الواقع تتعامل مع اثنين من تفاعلات الأكسدة والاختزال ، مما يعني أنه يمكنك بسهولة معرفة أي واحد ، إن وجد ، يكون تلقائي ا من خلال النظر إلى إمكانات الحد القياسية لنصف ردود الفعل.

خذ رد الفعل الأول

#Cl_ (2 (g)) + 2Br _ ((aq)) ^ (-) -> Br_ (2 (l)) + 2Cl _ ((aq)) ^ (-) #

ال إمكانات الحد القياسية لنصف ردود الفعل هي

#Br_ (2 (l)) + 2e ^ (-) rightleftharpoons 2Br _ ((aq)) ^ (-) #, # E ^ @ = "+1.09 V" #

#Cl_ (2 (g)) + 2e ^ (-) rightleftharpoons 2Cl _ ((aq)) ^ (-) #, # E ^ @ = "+1.36 V" #

من أجل أن يحدث التفاعل ، فأنت بحاجة إلى الكلور أكسد أنيون البروميد إلى البروم السائل ، ويتم تقليله إلى أنيون الكلوريد في العملية.

منذ الكلور لديه أكثر إيجابية #E ^ @ # القيمة ، سيكون أكثر من cpable للقيام بذلك. وهذا يعني أن رد فعل التوازن الأول سينتقل بالفعل إلى اليساررد فعل التوازن الثاني سينتقل إلى حق.

وبالتالي فإن إمكانات الخلية القياسية للتفاعل الكلي تكون

#E_ "خلية" ^ @ = E_ "كاثود" ^ @ + E_ "أنود" ^ @ #

#E_ "cell" ^ @ = "1.36 V" + underbrace ((- "1.09 V")) _ (color (blue) ("لأن التوازن ينتقل إلى اليسار!")) = "+0.27 V" #

يتم إعطاء عفوية الخلية بواسطة المعادلة

# DeltaG ^ @ = -nF * E_ "cell" ^ @ #، أين

# ن # - عدد الإلكترونات المتبادلة في التفاعل ؛

#F# - فاراداي ثابت.

هذا يخبرك أساسا أنه ، من أجل أن يكون رد فعل الخلية من تلقاء نفسها, #DeltaG ^ @ # لابد أن يكون نفي، مما يعني أن #E_ "خلية" ^ @ # لابد أن يكون إيجابي.

لأن هذا هو الحال بالنسبة لرد الفعل الأول ، فهو كذلك بالفعل من تلقاء نفسها.

يمكن استخدام نفس الطريقة لرد الفعل الثاني.

#Br_ (2 (l)) + 2I _ ((aq)) ^ (-) -> I_ (2 (aq)) + 2Br _ ((aq)) ^ (-) #

مرة أخرى ، استخدم إمكانات الإلكترود القياسية

#I_ (2 (s)) + 2e ^ (-) rightleftharpoons 2I _ ((aq)) ^ (-) #, # E ^ @ = "+0.54 V" #

#Br_ (2 (l)) + 2e ^ (-) rightleftharpoons 2Br _ ((aq)) ^ (-) #, # E ^ @ = "+1.09 V" #

هذه المرة ، تحتاج البروم ل أكسد أنيون يوديد إلى اليود ، ويتم تخفيض في هذه العملية. ال أكثر إيجابية #E ^ @ # قيمة الحد من تفاعل البروم تؤكد أن هذا هو ما سيحدث.

التوازن الأول سوف يتحول مرة أخرى إلى اليسار، والتوازن الثاني لل حق. هذا يعني أن لديك

#E_ "خلية" ^ @ = E_ "كاثود" ^ @ + E_ "أنود" ^ @ #

#E_ "cell" ^ @ = "+1.09 V" + underbrace ((- "0.54 V")) _ (color (blue) ("لأن التوازن يتحول إلى اليسار!")) = "+0.55 V" #

مرة أخرى ، أ إيجابي #E_ "خلية" ^ @ # يعني أ نفي #DeltaG ^ @ #، وبالتالي أ تفاعل عفوي.