Hvordan vil du afbalancere følgende ligning: "S" + "HNO" _3 -> "H" _2 "SO" _4 + "NEJ" _2 + "H" _2 "O"?

Svar:

Ved standardmetoden til redox reaktioner får vi:

# "S" +6 "HNO" _3 rarr "H" _2 "SO" _4 + 6 "NEJ" _2 + 2 "H" _2 "O" #

Forklaring:

Brug standardmetoden til redox reaktioner.

Oxidation:

Svovl går fra 0 oxidationstilstand i elementet til +6 i svovlsyre, så det afgiver seks (mol) elektroner pr. (Mol) atomer:

# "S" ^ 0 rarr "S" ^ {"VI"} + 6e ^ - #

Reduktion:

Kvælstof går fra +5 oxidationstilstand i salpetersyre til +4 i nitrogendioxid, så det optager en (mol) elektron (er) pr. (Mol) atomer:

# "N" ^ "V" + e ^ - rarr "N" ^ {"IV"} #

Afbalancering:

For at en redox-eektion skal afbalanceres, skal de elektroner, der gives op, matches med de optagne elektroner. Her har vi brug for seks mol nonroggen atomer til at optage tge-elektroner udgivet af en mol svovlatomer:

# "S" ^ 0 + 6 "N" ^ "V" rarr "S" ^ {"VI"} + 6 "N" ^ {"IV"} #

Så sætter vi disse koefficienter tilbage i de oprindelige forbindelser. # "S" ^ 0 # er elementsl svovl, # "N" ^ "V" # er nitrogenet i salpetersyre, osv.:

# "S" +6 "HNO" _3 rarr "H" _2 "SO" _4 + 6 "NEJ" _2 + "H" _2 "O" #

Og glem ikke den nemme del:

Reaktionen er stadig ikke afbalanceret, fordi de elementer, der ikke blev oxideret eller reduceret, hydrogen og oxygen, ikke er afbalanceret. Men ved at afbalancere elektroner i oxidations- og reduktionskomponenterne skal vi nu kun afbalancere et andet element; det sidste element er tvunget til at falde på plads. Så.vi selwct brint og for at holde svovl og nitrogenbalanceret, justerer vi koefficienten på vandet. Derefter:

# "S" +6 "HNO" _3 rarr "H" _2 "SO" _4 + 6 "NEJ" _2 + 2 "H" _2 "O" #

Svar:

Her er hvad jeg fik.

Forklaring:

Du har at gøre med a redox reaktion i hvilken salpetersyre oxiderer elementært svovl til svovlsyre, # "H" _2 "SO" _4 #, mens den reduceres til nitrogendioxid, # "NO" _2 #, i processen.

Start med at tildele oxidationstal til de atomer, der finder sted i reaktionen

#stackrel (farve (blå) (0)) ("S") _ ((s)) + stackrel (farve (blå) (+ 1)) ("H") stackrel ("N") stackrel (farve (blå) (- 2)) ("O") _ (3 (aq)) -> stackrel (farve (blå) (+ 1)) ("H") _ 2 stabel farve (blå) (+ 6)) ("S") stackrel (farve (blå) (- 2)) ("O") _ (4 (aq)) + stak "N") stackrel (farve (blå) (- 2)) ("O") _ (2 g)) + stackrel (farve (blå) (+ 1)) ("H") _ 2 stabel blå) (- 2)) ("O") _ ((l)) #

Bemærk, at oxidationstilstanden af nitrogen går fra #COLOR (blå) (+5) # på produkternes side til #COLOR (blå) (+4) # på reaktantens side, hvilket betyder at nitrogen er reduceret.

På den anden side går oxidationstilstanden af svovl fra #COLOR (blå) (0) # på reaktantens side til #COLOR (blå) (+ 6) # på produktsiden, hvilket betyder at svovl er oxideret.

Det oxidation halv-reaktion ser sådan ud

#stackrel (farve (blå) (0)) ("S") _ ((s)) -> "H" stackrel (farve (blå) (+ 6)) ("S") "O" _ aq)) ^ (-) + 6 "e" ^ (-) #

Afbalancere iltatomer ved hjælp af vandmolekyler.

("S") _ ((s)) -> "H" stackrel (farve (blå) (+6)) ("S") "O" _ (4 (aq)) ^ (-) + 6 "e" ^ (-) #

For at afbalancere hydrogenatomer, tilføj protoner, # "H" ^ (+) #, til den side, der har brug for hydrogenatomer.

("S") _ ((s)) -> "H" stackrel (farve (blå) (+6)) ("S") "O" _ (4 (aq)) ^ (-) + 6 "e" ^ (-) + 7 "H" _ ((aq)) ^ (+) #

Det reduktion halv-reaktion ser sådan ud

#stackrel (farve (blå) (+ 5)) ("N") "O" _ (3 (aq)) ^ (-) + "e" ^)) ("N") "O" _ (2 (g)) #

Endnu en gang, balance iltatomer ved at tilføje vandmolekyler.

#stackrel (farve (blå) (+ 5)) ("N") "O" _ (3 (aq)) ^ (-) + "e" ^) ("N") "O" _ (2 (g)) + "H" _ 2 "O" _ ((l)) #

Balancer hydrogenatomerne ved at tilføje protoner.

(+) E (+) + (e) ^ (-) -> stackrel (farve (blå) (+ 4)) ("N") "O" _ (2 (g)) + "H" _ 2 "O" _ ((l)) #

Nu, i en hvilken som helst redox reaktion, tabte antallet af elektroner i oxidation halv-reaktion må være lige til antallet af elektroner opnået i reduktion halv-reaktion.

For at afbalancere antallet af overførte elektroner, multiplicer reduktionshalvreaktionen med #6#. Tilføj de to halvreaktioner for at få

# (farve (hvid) (aaaaaaa.) 4 "H" _ 2 "O" _ ((l)) + stackrel (farve (blå) (0)) ("S") _ ((s)) -> " H "stackrel (farve (blå) (+ 6)) (" S ")" O "_ (4 (aq)) ^ (-) + 6" e "^ (-) + 7" H "_) (+)), (2 "H" _ ((aq)) ^ (+) + stackrel (farve (blå) (+ 5)) ("N") "O" _ (3 (aq)) ^ (-) + "e" ^ (-) -> stackrel (farve (blå) (+ 4)) ("N") "O" _ (2 (g)) + "H" _ 2 "O" _ ((l)) "" #

#COLOR (hvid) (aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa) / farve (hvid) (a) #

4 (H) _2 (0) _ ((1)) + "S" _ ((s)) + 12 "H" _ ((aq)) ^ (+) + 6 "NO" _ aq)) ^ (-) + farve (rød) (annuller (farve (sort) (6 "e" ^ (-))) -> "HSO" _ (4 (aq)) ^ (-) + 6 " NEJ "_ (2 (g)) + farve (rød) (annuller (farve (sort) (6" e "^ (-)))) + 7" H "_ ((aq)) ^ (+) + 6 "H" _ 2 "O" _ ((l)) #

Dette vil svare til

#color (grøn) (bar (ul (| farve (hvid) (a / a) farve (sort) ("S" _ ((s)) + 6 "Nej" _ (3 (aq)) ^ + 5 "+ (+)" (+) -> "HSO" _ (4 (aq)) ^ (-) + 6 "NO" _ (2 (g)) uarr + 2 "H" _ 2 "O" _ ((l))) Farve (hvid) (a / a) |))) #