Для подбора коэффициентов в реакции методом электронного баланса сначала нужно определить, какие элементы изменяют свою степень окисления. Рассмотрим данные соединения:
- ( \text{Na}_2\text{SO}_3 ) (сульфит натрия)
- ( \text{Na}_2\text{SO}_4 ) (сульфат натрия)
- ( \text{Na}_2\text{S} ) (сульфид натрия)
Изменения степеней окисления происходят в сере:
- В ( \text{Na}_2\text{SO}_3 ) степень окисления серы +4.
- В ( \text{Na}_2\text{SO}_4 ) степень окисления серы +6.
- В ( \text{Na}_2\text{S} ) степень окисления серы -2.
Реакция предполагает, что сера из сульфита натрия ((+4)) одновременно окисляется до сульфата натрия ((+6)) и восстанавливается до сульфида натрия ((-2)).
Теперь составим электронные схемы для процесса окисления и восстановления:
Окисление:
[\text{S}^{+4} \rightarrow \text{S}^{+6} + 2e^-]
Здесь сера теряет 2 электрона.
Восстановление:
[\text{S}^{+4} + 6e^- \rightarrow \text{S}^{-2}]
Здесь сера принимает 6 электронов.
Для уравновешивания электронного баланса нужно уравнять количество электронов, потерянных и приобретенных:
Теперь у нас:
- Окисление: (3 \times 2 = 6) электронов
- Восстановление: (6) электронов
Таким образом, теперь количество электронов, отданных и принятых, одинаково.
Теперь подставим коэффициенты в уравнение реакции:
[
3\text{Na}_2\text{SO}_3 \rightarrow \text{Na}_2\text{SO}_4 + \text{Na}_2\text{S}
]
Для сохранения баланса натрия ((\text{Na})) и кислорода ((\text{O})), уравняем их:
Уравнение реакции с коэффициентами:
[
4\text{Na}_2\text{SO}_3 \rightarrow 3\text{Na}_2\text{SO}_4 + \text{Na}_2\text{S}
]
Проверим баланс атомов:
- Натрий ((\text{Na})): (4 \times 2 = 8) слева и (3 \times 2 + 2 = 8) справа.
- Сера ((\text{S})): (4) слева и (3 + 1 = 4) справа.
- Кислород ((\text{O})): (4 \times 3 = 12) слева и (3 \times 4 = 12) справа.
Таким образом, уравнение реакции сбалансировано.