Для начала давайте определим коэффициенты в уравнении реакции. У нас есть следующая реакция:
Al + KOH + H2O → K3[Al(OH)6] + H2↑
Теперь мы будем расставлять коэффициенты. Сначала обратим внимание на количество атомов каждого элемента в реагентах и продуктах.
- В левой части у нас 1 атом алюминия (Al), 1 атом калия (K) и 1 атом кислорода (O) из KOH и 1 атом кислорода из H2O.
- В правой части у нас 3 атома калия (K) в соединении K3[Al(OH)6], 1 атом алюминия (Al) и 6 атомов кислорода (O) из 6 гидроксидов (OH) и 1 атом водорода (H) в виде H2.
Теперь расставим коэффициенты:
- Поскольку у нас 3 атома калия в продукте, необходимо поставить коэффициент 3 перед KOH: 3 KOH.
- Также, так как у нас 6 гидроксидов (OH), нам нужно 6 молекул воды, поэтому ставим коэффициент 6 перед H2O: 6 H2O.
- Теперь у нас 1 атом алюминия, который остается без изменений, и 3 атома водорода образуются из 6 молекул воды и 3 молекул KOH. Таким образом, нужно добавить 3 к H2: 3 H2↑.
Итак, уравнение реакции с коэффициентами будет выглядеть так:
2 Al + 6 KOH + 6 H2O → 2 K3[Al(OH)6] + 3 H2↑
Теперь давайте охарактеризуем эту реакцию по заданным признакам:
- Изменение степени окисления: В данной реакции алюминий (Al) сохраняет свою степень окисления 0, так как он не окисляется. Калий (K) также сохраняет степень окисления +1. Водород в KOH и H2O имеет степень окисления +1, а в H2 — 0. Таким образом, степени окисления не изменяются.
- Гомогенная или гетерогенная: Это гетерогенная реакция, так как реагенты (металл, щелочь и вода) находятся в различных агрегатных состояниях (твердая фаза и растворы).
- Обратимая или необратимая: Данная реакция является необратимой, так как образование водорода и комплексного соединения K3[Al(OH)6] не приводит к восстановлению исходных веществ.
- Каталитическая или некаталитическая: Это некаталитическая реакция, так как в процессе не используются катализаторы для ускорения реакции.
Таким образом, мы рассмотрели и проанализировали данную реакцию, определив коэффициенты и охарактеризовав ее по различным признакам.