Для составления уравнений реакций восстановления азотной кислоты цинком, начнем с определения окислителя и восстановителя, а затем уравняем реакции методом электронного баланса.
а) Восстановление до оксида азота (I) (N2O):
- Запишем полуравнения для окисления и восстановления. Цинк (Zn) будет выступать в роли восстановителя, а азотная кислота (HNO3) – в роли окислителя.
- Полуравнение для восстановления азотной кислоты до оксида азота (I):
- Полуравнение для окисления цинка:
- Теперь уравняем количество электронов. У нас уже 2 электрона в обоих полуравнениях, поэтому мы можем их объединить:
- Zn + 2HNO3 → N2O + Zn2+ + 2H2O
- Теперь упростим уравнение, убрав ионы Zn2+:
- Zn + 2HNO3 → N2O + 2H2O + Zn2+
- Итак, окончательное уравнение реакции:
- 4Zn + 10HNO3 → 4N2O + 5H2O + 4Zn2+
Окислитель: HNO3 (азотная кислота)
Восстановитель: Zn (цинк)
б) Восстановление до оксида азота (II) (NO):
- Запишем полуравнения для восстановления азотной кислоты до оксида азота (II):
- Полуравнение для окисления цинка остается прежним:
- У нас 3 электрона в полуравнении окисления и 2 электрона в полуравнении восстановления. Чтобы уравнять, умножим полуравнение окисления на 3 и полуравнение восстановления на 2:
- 3Zn → 3Zn2+ + 6e-
- 2HNO3 + 6e- → 2NO + 4H2O
- Теперь объединим оба полуравнения:
- 3Zn + 4HNO3 → 2NO + 4H2O + 3Zn2+
- Итак, окончательное уравнение реакции:
- 3Zn + 8HNO3 → 6NO + 4H2O + 3Zn2+
Окислитель: HNO3 (азотная кислота)
Восстановитель: Zn (цинк)
Таким образом, мы составили уравнения реакций восстановления азотной кислоты цинком до оксидов азота (I) и (II), а также определили окислители и восстановители в этих реакциях.