Для расстановки коэффициентов в уравнениях реакций методом электронного баланса, необходимо сначала определить процессы окисления и восстановления, а также найти окислитель и восстановитель.
- Уравнение: ( \text{Al} + \text{O}_2 = \text{Al}_2\text{O}_3 )
Процессы окисления и восстановления:
- Окисление: ( \text{Al}^0 \rightarrow \text{Al}^{3+} + 3e^- )
- Восстановление: ( \text{O}_2^0 + 4e^- \rightarrow 2\text{O}^{2-} )
Поскольку алюминий теряет электроны, он является восстановителем. Кислород принимает электроны, поэтому он является окислителем.
Электронный баланс:
- Для ( \text{Al} ): ( 2\text{Al} \rightarrow 2\text{Al}^{3+} + 6e^- )
- Для ( \text{O}_2 ): ( \text{O}_2 + 4e^- \rightarrow 2\text{O}^{2-} )
Для уравнивания баланса электронов умножим восстановление на 3:
( \text{O}_2 + 4 \cdot 3e^- \rightarrow 3 \cdot 2\text{O}^{2-} )
Теперь уравняем количество электронов в окислении и восстановлении:
( 4\text{Al} + 3\text{O}_2 \rightarrow 2\text{Al}_2\text{O}_3 )
Коэффициенты: 4:3:2
Итак, уравнение с коэффициентами:
[ 4\text{Al} + 3\text{O}_2 = 2\text{Al}_2\text{O}_3 ]
Окислитель: ( \text{O}_2 )
Восстановитель: ( \text{Al} )
- Уравнение: ( \text{H}_2\text{S} + \text{O}_2 = \text{S} + \text{H}_2\text{O} )
Процессы окисления и восстановления:
- Окисление: ( \text{S}^{2-} \rightarrow \text{S}^0 + 2e^- )
- Восстановление: ( \text{O}_2^0 + 4e^- \rightarrow 2\text{O}^{2-} )
Электронный баланс:
- Для ( \text{H}_2\text{S} ): ( \text{H}_2\text{S} \rightarrow \text{S} + 2e^- )
- Для ( \text{O}_2 ): ( \text{O}_2 + 4e^- \rightarrow 2\text{O}^{2-} )
Для уравнивания баланса электронов умножим окисление на 2:
( 2\text{H}_2\text{S} \rightarrow 2\text{S} + 4e^- )
Теперь уравняем количество электронов в окислении и восстановлении:
( 2\text{H}_2\text{S} + \text{O}_2 \rightarrow 2\text{S} + 2\text{H}_2\text{O} )
Коэффициенты: 2:1:2:2
Итак, уравнение с коэффициентами:
[ 2\text{H}_2\text{S} + \text{O}_2 = 2\text{S} + 2\text{H}_2\text{O} ]
Окислитель: ( \text{O}_2 )
Восстановитель: ( \text{H}_2\text{S} )
- Уравнение: ( \text{NH}_3 + \text{O}_2 = \text{NO} + \text{H}_2\text{O} )
Процессы окисления и восстановления:
- Окисление: ( \text{N}^{-3} \rightarrow \text{N}^{+2} + 5e^- )
- Восстановление: ( \text{O}_2^0 + 4e^- \rightarrow 2\text{O}^{2-} )
Электронный баланс:
- Для ( \text{NH}_3 ): ( \text{N}^{-3} \rightarrow \text{N}^{+2} + 5e^- )
- Для ( \text{O}_2 ): ( \text{O}_2 + 4e^- \rightarrow 2\text{O}^{2-} )
Для уравнивания баланса электронов умножим восстановление на 5 и окисление на 4:
( 4\text{NH}_3 \rightarrow 4\text{N}^{+2} + 20e^- )
( 5\text{O}_2 + 20e^- \rightarrow 10\text{O}^{2-} )
Теперь уравняем количество электронов в окислении и восстановлении:
( 4\text{NH}_3 + 5\text{O}_2 \rightarrow 4\text{NO} + 6\text{H}_2\text{O} )
Коэффициенты: 4:5:4:6
Итак, уравнение с коэффициентами:
[ 4\text{NH}_3 + 5\text{O}_2 = 4\text{NO} + 6\text{H}_2\text{O} ]
Окислитель: ( \text{O}_2 )
Восстановитель: ( \text{NH}_3 )
Таким образом, все уравнения сбалансированы методом электронного баланса, и указаны окислители и восстановители для каждой реакции.