Для расстановки коэффициентов в уравнении реакции методом электронного баланса нужно сначала определить, какие элементы изменяют свои степени окисления в процессе реакции.
Дано уравнение:
[ \text{SO}_2 + \text{H}_2\text{O} + \text{NaIO}_3 \rightarrow \text{H}_2\text{SO}_4 + \text{NaI} ]
- Определим степени окисления всех элементов в исходных веществах и продуктах реакции:
- В (\text{SO}_2): сера ((\text{S})) имеет степень окисления +4.
- В (\text{NaIO}_3): йод ((\text{I})) имеет степень окисления +5 (так как (\text{Na}) имеет +1, а (\text{O}) -2, и уравнение: (+1 + x + 3(-2) = 0) дает (x = +5)).
- В (\text{H}_2\text{SO}_4): сера ((\text{S})) имеет степень окисления +6.
- В (\text{NaI}): йод ((\text{I})) имеет степень окисления -1.
- Определим, какие элементы изменяют степень окисления:
- Сера ((\text{S})) изменяет степень окисления с +4 до +6, то есть теряет 2 электрона.
- Йод ((\text{I})) изменяет степень окисления с +5 до -1, то есть принимает 6 электронов.
- Составим баланс электронов:
- Изменение для серы: ( \text{S}^{+4} \rightarrow \text{S}^{+6} + 2e^- )
- Изменение для йода: ( \text{I}^{+5} + 6e^- \rightarrow \text{I}^{-1} )
- Уравняем количество электронов, отданных и принятых:
- Для этого умножим уравнение изменения серы на 3, чтобы количество отданных и принятых электронов совпадало.
[ 3(\text{S}^{+4} \rightarrow \text{S}^{+6} + 2e^-) ]
[ \text{I}^{+5} + 6e^- \rightarrow \text{I}^{-1} ]
Теперь уравнение электронного баланса выглядит так:
- (3 \times 2 = 6) электронов отданы серой.
- (6) электронов приняты йодом.
- Используем электронный баланс для расстановки коэффициентов в уравнении реакции:
[ 3\text{SO}_2 + \text{H}_2\text{O} + 2\text{NaIO}_3 \rightarrow 3\text{H}_2\text{SO}_4 + 2\text{NaI} ]
Проверим массу и атомы:
- Сера: 3 атома (\text{S}) слева и 3 атома (\text{S}) справа.
- Йод: 2 атома (\text{I}) слева и 2 атома (\text{I}) справа.
- Натрий: 2 атома (\text{Na}) слева и 2 атома (\text{Na}) справа.
- Водород: 2 атома (\text{H}) слева и (6) атомов (\text{H}) справа (3 молекулы (\text{H}_2\text{SO}_4)).
- Кислород: (3 \times 2 + 1 + 2 \times 3 = 10) атомов (\text{O}) слева и (3 \times 4 = 12) атомов (\text{O}) справа.
Для уравнивания кислорода добавим (\text{H}_2\text{O}):
[ 3\text{SO}_2 + 3\text{H}_2\text{O} + 2\text{NaIO}_3 \rightarrow 3\text{H}_2\text{SO}_4 + 2\text{NaI} ]
Теперь уравнение сбалансировано.