Come determinare se la reazione data è spontanea o meno?

[sahul]

Data la seguente reazione (verificarne anche la spontanietà)
ClO3- + SnO2 2- --> Cl- + SnO3 2-
ClO3-/Cl- = 1,45 eV Sn4+/Sn2+ = 0.139 eV

[Abramo]

Ciao,
per determinare se la reazione data è spontanea o meno, possiamo utilizzare il concetto di potenziale standard di riduzione (E°) e la differenza di potenziale standard (ΔE°) tra le semireazioni di ossidazione e riduzione. La spontaneità di una reazione redox può essere valutata utilizzando l'equazione di Nernst:

ΔG° = -nFΔE°

dove ΔG° è la variazione di energia libera standard, n è il numero di elettroni trasferiti, F è la costante di Faraday (96485 C/mol), e ΔE° è la differenza di potenziale standard tra le semireazioni di ossidazione e riduzione.

Per la semireazione di ossidazione, abbiamo:

ClO3- → Cl- ΔE°_oss = -1,45 eV

Per la semireazione di riduzione, abbiamo:

Sn4+ → SnO3 2- ΔE°_red = 0,139 eV

Ora dobbiamo bilanciare il numero di elettroni trasferiti. La semireazione di ossidazione perde 5 elettroni, mentre la semireazione di riduzione guadagna 2 elettroni. Per bilanciare il numero di elettroni, dobbiamo moltiplicare la semireazione di ossidazione per 2 e la semireazione di riduzione per 5:

2ClO3- → 2Cl- + 5e-
5Sn4+ → 5SnO3 2- + 10e-

Ora possiamo calcolare la differenza di potenziale standard complessiva (ΔE°) tra le due semireazioni:

ΔE° = ΔE°_oss + ΔE°_red
ΔE° = (-1,45 eV) + (0,139 eV)
ΔE° = -1,311 eV

Ora possiamo utilizzare l'equazione di Nernst per calcolare ΔG°:

ΔG° = -nFΔE°
ΔG° = -(5 + 10) * 96485 C/mol * (-1,311 eV)
ΔG° = 150259 J/mol

Se ΔG° è negativo, la reazione è spontanea nelle condizioni standard. Quindi, la reazione ClO3- + SnO2 2- → Cl- + SnO3 2- è spontanea nelle condizioni standard.