Метод электронного баланса является эффективным способом для подбора коэффициентов в окислительно-восстановительных реакциях. Давайте разберем этот метод на примерах, которые вы привели.
1. Реакция: Mg + HNO3 = Mg(NO3)2 + NH4NO3 + H2O
- Определение окислителей и восстановителей:
- Магний (Mg) окисляется, так как его степень окисления увеличивается с 0 до +2 в Mg(NO3)2.
- В азотной кислоте (HNO3) азот в NH4NO3 имеет степень окисления -3, что указывает на восстановление.
- Запись полуреакций:
- Окисление: Mg → Mg^2+ + 2e^- (1)
- Восстановление: 2HNO3 + 8e^- → NH4NO3 + 2NO2 + 4H2O (2)
- Составление сбалансированной реакции:
- Сначала нужно сбалансировать электроны. Умножим первую реакцию на 4, чтобы получить 8 электронов:
- 4Mg → 4Mg^2+ + 8e^- (1')
- Теперь у нас есть 4Mg и 2HNO3, которые мы можем объединить:
- 4Mg + 8HNO3 → 4Mg(NO3)2 + NH4NO3 + 4H2O
2. Реакция: KMnO4 + NO + H2SO4 = MnSO4 + NO2 + K2SO4 + H2O
- Определение окислителей и восстановителей:
- Перманганат калия (KMnO4) содержит марганец с высшей степенью окисления +7, который восстанавливается до +2 в MnSO4.
- Оксид азота (NO) окисляется до диоксида азота (NO2), где степень окисления увеличивается с +2 до +4.
- Запись полуреакций:
- Восстановление: MnO4^- + 8H^+ + 5e^- → Mn^2+ + 4H2O (1)
- Окисление: 2NO → 2NO2 + 2e^- (2)
- Составление сбалансированной реакции:
- Сначала нужно сбалансировать электроны. Умножим вторую реакцию на 5:
- 10NO → 10NO2 + 10e^- (2')
- Теперь у нас есть 10 электронов, и мы можем объединить реакции:
- 2KMnO4 + 10NO + 16H2SO4 → 2MnSO4 + 10NO2 + 2K2SO4 + 8H2O
Таким образом, метод электронного баланса позволяет четко выделять окислительные и восстановительные процессы, а также правильно подбирать коэффициенты для сбалансировки реакций. Надеюсь, это поможет вам в ваших учебных целях!