Давайте разберём уравнение реакции окисления монооксида углерода (СО) кислородом (O2), приводящее к образованию диоксида углерода (CO2). Уравнение реакции выглядит так:
[ 2CO + O_2 = 2CO_2 ]
Чтобы понять электронный баланс этой реакции, нам нужно сначала определить степени окисления элементов в реагентах и продуктах. В молекуле CO монооксид углерода, углерод имеет степень окисления +2, а кислород -2. В молекуле O2 кислород находится в свободном состоянии, и его степень окисления равна 0. В CO2, диоксиде углерода, углерод имеет степень окисления +4, а кислород, как и ранее, -2.
Теперь обратим внимание на изменения степеней окисления:
- Углерод в CO имеет степень окисления +2, в CO2 она увеличивается до +4. Это означает, что углерод окисляется, теряя электроны.
- Кислород в O2 имеет степень окисления 0, в CO2 - степень окисления кислорода становится -2. Кислород в данном случае восстанавливается, получая электроны.
Чтобы установить электронный баланс, нам нужно посмотреть, сколько электронов теряется и получается. Углерод в CO переходит от +2 к +4, что означает потерю двух электронов на каждую молекулу CO. Поскольку у нас две молекулы CO, это означает потерю четырёх электронов. С другой стороны, каждый атом кислорода в O2 (их два в молекуле) приобретает два электрона (переход от 0 к -2), что в сумме также составляет четыре электрона.
Таким образом, потеря электронов углеродом равносильна приобретению электронов кислородом, и электронный баланс соблюдается. Это говорит о том, что реакция является окислительно-восстановительной, где углерод окисляется, а кислород восстанавливается.