H2O2 + KMnO4 + H2SO4 = O2 + 2MnSO4 + K2SO4 + H2O используя метод электронного баланса, определите коэффициенты...

Для балансировки химического уравнения с использованием метода электронного баланса (или метода полуреакций), сначала нужно разделить уравнение на две полуреакции: окисление и восстановление. В данной реакции перманганат калия (KMnO4) в кислой среде окисляет пероксид водорода (H2O2).

1. Определение степеней окисления и написание полуреакций:

   • Восстановление (MnO4- → Mn^2+): В KMnO4 марганец имеет степень окисления +7, а в MnSO4 — +2. Марганец восстанавливается, снижая степень окисления с +7 до +2.
   • Окисление (H2O2 → O2): В H2O2 кислород имеет степень окисления -1, в O2 его степень окисления равна 0.

2. Написание уравнений полуреакций и их балансировка:

   • Полуреакция восстановления: [ \text{MnO}_4^- + 8 \text{H}^+ + 5 \text{e}^- \rightarrow \text{Mn}^{2+} + 4 \text{H}_2\text{O} ]
   • Полуреакция окисления: [ \text{H}_2\text{O}_2 \rightarrow \text{O}_2 + 2 \text{H}^+ + 2 \text{e}^- ]

3. Уравнивание количества электронов и сложение полуреакций:

   • Для уравнивания количества электронов умножим полуреакцию окисления на 5: [ 5 \text{H}_2\text{O}_2 \rightarrow 5 \text{O}_2 + 10 \text{H}^+ + 10 \text{e}^- ]
   • Теперь сложим умноженную полуреакцию окисления с полуреакцией восстановления: [ 2 \text{MnO}_4^- + 16 \text{H}^+ + 5 \text{H}_2\text{O}_2 \rightarrow 2 \text{Mn}^{2+} + 8 \text{H}_2\text{O} + 5 \text{O}_2 + 10 \text{H}^+ ]

4. Упрощение и добавление остальных веществ:

   • Упростим уравнение, вычитая лишние ионы водорода: [ 2 \text{MnO}_4^- + 6 \text{H}^+ + 5 \text{H}_2\text{O}_2 \rightarrow 2 \text{Mn}^{2+} + 8 \text{H}_2\text{O} + 5 \text{O}_2 ]
   • Добавим сульфат и калий из KMnO4 и H2SO4, чтобы сформировать продукты MnSO4 и K2SO4: [ 2 \text{KMnO}_4 + 3 \text{H}_2\text{O}_2 + 3 \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow 5 \text{O}_2 + 2 \text{MnSO}_4 + \text{K}_2\text{SO}_4 + 8 \text{H}_2\text{O} ]

Таким образом, окончательное сбалансированное уравнение реакции будет: [ 2 \text{KMnO}_4 + 5 \text{H}_2\text{O}_2 + 3 \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow 5 \text{O}_2 + 2 \text{MnSO}_4 + \text{K}_2\text{SO}_4 + 8 \text{H}_2\text{O} ]

Для определения коэффициентов в уравнении реакции с использованием метода электронного баланса, необходимо сначала определить изменение валентности элементов в реакции.

1. Рассмотрим вещества участвующие в реакции:

H2O2 (водород пероксид) - в данной молекуле валентность кислорода -1, так как водород +1. KMnO4 (калия перманганат) - в данной молекуле валентность кислорода -2, калия +1, марганца +7. H2SO4 (серная кислота) - в данной молекуле серы +6, кислорода -2, водорода +1. O2 (кислород) - в данной молекуле кислород -2. MnSO4 (сульфат марганца) - в данной молекуле марганца +2, серы +6. K2SO4 (калий сульфат) - в данной молекуле калия +1, серы +6.

1. Запишем полуреакции для окисления и восстановления:

Окисление: H2O2 → O2 Восстановление: MnO4^- → Mn^2+

1. Теперь составим уравнение реакции с учетом изменения валентности элементов и электронного баланса:

H2O2 + MnO4^- + H2SO4 → O2 + Mn^2+ + H2O + SO4^2-

1. Теперь подберем коэффициенты перед веществами так, чтобы количество электронов, участвующих в реакции, было сбалансировано.

H2O2 + 2MnO4^- + 3H2SO4 → O2 + 2Mn^2+ + 4H2O + 3SO4^2-

Таким образом, коэффициенты перед веществами в уравнении реакции H2O2 + KMnO4 + H2SO4 = O2 + 2MnSO4 + K2SO4 + H2O равны: H2O2 - 1 KMnO4 - 2 H2SO4 - 3 O2 - 1 MnSO4 - 2 K2SO4 - 1 H2O - 4

H2O2 + KMnO4 + H2SO4 = O2 + 2MnSO4 + K2SO4 + H2O 2H2O2 + 2KMnO4 + 3H2SO4 = 3O2 + 2MnSO4 + K2SO4 + 5H2O