Λυμένο Πρόβλημα-Κατηγορία 1

Κατηγορία 1:

  Να βρείτε αν με βάση τις τιμές των Ε^ο στους 25^οC η ακόλουθη αντίδραση είναι αυθόρμητη και να υπολογίσετε το ΔΕ^ο και το
  Δ_rG^ο (kJ mol^-1) στους 25^οC.
  (α) 2Sn²⁺(aq) → Sn(s) + Sn⁴⁺(aq)

Λύση:

Κατηγορία 1:

  ΖΗΤΟΥΜΕΝΟ (ι). Ζητούμενο: Η αυθόρμητη αντίδραση. Προς τούτο πρέπει να γράψω τις δύο ημιαντιδράσεις
  και να βρω σε πίνακες τις τιμές των Ε^ο.

  ΑΠΑΝΤΗΣΗ (i): (1) Sn²⁺(aq) + 2e^- → Sn(s)- (αναγωγή) Ε₁^ο = -0,14
  (2) Sn²⁺(aq) → Sn⁴⁺(aq) + 2e^- (οξείδωση) Ε₂^ο = +0,15 V

  ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑ: Ε₁^ο < Ε₂^ο , οπότε η (1) γίνεται ως οξείδωση και η (2) ως αναγωγή,
  άρα η δοθείσα αντίδραση (α) ΔΕΝ είναι αυθόρμητη.

  ΖΗΤΟΥΜΕΝΟ (ιι)Υπολογισμός ΔΕ^ο για τη δοθείσα ΜΗ ΑΥΘΟΡΜΗΤΗ αντίδραση.
  AΠΑΝΤΗΣΗ (ιι) ΔΕ^ο = Ε₁^ο - Ε₂^ο = -0,14 – (+0,15) = -0,29 < 0.

  ΖΗΤΟΥΜΕΝΟ (ιιι)Υπολογισμός Δ_rG^ο (kJ mol^-1) Θα χρησιμοποιήσουμε τη σχέση
  Δ_rG^ο = - n F ΔΕ^ο
  AΠΑΝΤΗΣΗ (ιιι) H δοθείσα αντίδραση (α) προκύπτει ως άθροισμα των (1) και (2), άρα n = 2. Με την τιμή αυτή και με F = 96484 C,
  υπολογίζουμε το ΔG^ο(kJ mol^-1).

  ΣΧΟΛΙΟ 1: Αφού η αντίδραση ΔΕΝ είναι αυθόρμητη, πρέπει Δ_rG^ο > 0.
  ΣΧΟΛΙΟ 2: Στη δοθείσα αντίδραση έχω οξείδωση και αναγωγή της ίδιας χημικής οντότητας, του Sn²⁺(aq) (ΑΥΤΟ-ΟΞΕΙΔΟΑΝΑΓΩΓΗ).
  Στην περίπτωση αυτή (όπου η αυτο-οξειδοαναγωγή δεν είναι αυθόρμητη) λέμε ότι το Sn²⁺(aq) είναι σταθερό ως προς αυτο-οξειδοαναγωγή.
  ΣΧΟΛΙΟ 3. Την τιμή του Δ_rG^ο μπορούμε να την υπολογίσουμε απευθείας από πίνακες με τιμές ΔG^ο σχηματισμού (Δ_fG^ο):

  ΑΝΤΙΔΡΑΣΗ: 2Sn²⁺(aq) → Sn(s) + Sn⁴⁺(aq) Δ_rG^ο = Δ_fG^ο[Sn(s)] + Δ_fG^ο[Sn⁴⁺(aq)] – 2 Δ_fG^ο[Sn²⁺(aq)]

  Να κάνετε τον υπολογισμό αυτόν μόνοι σας και να συγκρίνετε τα δύο αποτελέσματα.