Miten tasapainottaisit seuraavan yhtälön: "S" + "HNO" _3 -> "H" _2 "SO" _4 + "EI" _2 + "H" _2 "O"?

Vastaus:

Redox-reaktioiden standardimenetelmällä saadaan:

# "S" +6 "HNO" _3 harvinainen "H" _2 "SO" _4 + 6 "EI" _2 + 2 "H" _2 "O" #

Selitys:

Käytä standardimenetelmää redoksireaktiot.

hapettuminen:

Rikki kulkee alkuaineessa olevasta 0 hapetustilasta rikkihapossa +6: een, joten se antaa kuusi (moolia) elektronia atomia kohden:

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

vähentäminen:

Typpi siirtyy typpihapon +5 hapetustilasta typpidioksidiin +4: een, joten se vie yhden (moolin) elektronin (moolia) atomia kohti:

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

tasapainotus:

Jotta redox-toiminta olisi tasapainossa, luovutetut elektronit on sovitettava otettujen elektronien kanssa. Täällä tarvitsemme kuusi moolia notrogeeniatomeja ottamaan yhden moolin rikki-atomien antamat tektronit:

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

Sitten panimme nämä kertoimet takaisin alkuperäisiin yhdisteisiin. # "S" ^ 0 # on elementin rikki, # "N" ^ "V" # on typpi typpihapossa jne.:

# "S" +6 "HNO" _3 harvinainen "H" _2 "SO" _4 + 6 "EI" _2 + "H" _2 "O" #

Ja älä unohda helppoa osaa:

Reaktio ei ole vielä tasapainossa, koska elementit, jotka eivät olleet hapettuneita tai vähentyneet, vety ja happi, eivät ole olleet tasapainossa. Mutta tasapainottamalla elektroneja hapettumis- ja pelkistyskomponenteissa, meidän on nyt tasapainotettava vain yksi muu elementti; viimeinen elementti pakotetaan putoamaan paikalleen. Niinpä vesivety ja pitämään rikin ja typen tasapainossa, säädämme kerrointa veteen. Sitten:

# "S" +6 "HNO" _3 harvinainen "H" _2 "SO" _4 + 6 "EI" _2 + 2 "H" _2 "O" #

Vastaus:

Tässä on mitä sain.

Selitys:

Olet tekemisissä a redoksireaktio jossa typpihappo hapettuu alkuaine rikkiä rikkihappoon, # "H" _2 "SO" _4 #, samalla kun se on pelkistetty typpidioksidiksi, # "EI" _2 #, työn alla.

Aloita määrittämällä hapettumisnumerot reaktiossa tapahtuviin atomeihin

#stackrel (väri (sininen) (0)) ("S") _ (s) + stackrel (väri (sininen) (+ 1)) ("H") pino (väri (sininen) (+ 5)) ("N") stackrel (väri (sininen) (- 2)) ("O") _ (3 (aq)) -> stackrel (väri (sininen) (+ 1)) ("H") 2 pino (väri (sininen) (+ 6)) ("S") pino (väri (sininen) (- 2)) ("O") _ (4 (aq)) + pino (väri (sininen) (+ 4)) ("N") pino (väri (sininen) (- 2)) ("O") _ (2 (g)) + pino (väri (sininen) (+ 1)) ("H") 2 pino (väri (sininen) (- 2)) ("O") _ ((l)) #

Huomaa, että typen hapetusaste alkaa #COLOR (sininen) (+5) # tuotteiden puolella #COLOR (sininen) (+4) # reaktanttien puolella, mikä tarkoittaa, että typpi on pelkistetty.

Toisaalta rikin hapetusaste alkaa #COLOR (sininen) (0) # reagoivien puolella #COLOR (sininen) (+ 6) # tuotteiden puolella, mikä tarkoittaa, että rikki on hapetettu.

hapettumisen puoli-reaktio näyttää tältä

#stackrel (väri (sininen) (0)) ("S") _ (s) -> "H" pino (väri (sininen) (+ 6)) ("S") "O" _ (4 (aq)) ^ (-) + 6 "e" ^ (-) #

Tasapainotetaan happiatomeja käyttämällä vesimolekyylejä.

# 4 "H" _ 2 "O" _ ((l)) + pino (väri (sininen) (0)) ("S") _ (s) -> "H" pino (väri (sininen) (+6)) ("S") "O" _ (4 (aq)) ^ (-) + 6 "e" ^ (-) #

Vetyatomien tasapainottamiseksi lisää protoneja, # "H" ^ (+) #, sivulle, joka tarvitsee vetyatomia.

# 4 "H" _ 2 "O" _ ((l)) + pino (väri (sininen) (0)) ("S") _ (s) -> "H" pino (väri (sininen) (+6)) ("S") "O" _ (4 (aq)) ^ (-) + 6 "e" ^ (-) + 7 "H" _ ((aq)) ^ (+) #

vähennyspuoli-reaktio näyttää tältä

#stackrel (väri (sininen) (+ 5)) ("N") "O" _ (3 (aq)) ^ (-) + "e" ^ (-) -> stackrel (väri (sininen) (+ 4)) ("N") "O" _ (2 (g)) #

Tasapainottaa happiatomit jälleen kerran lisäämällä vesimolekyylejä.

#stackrel (väri (sininen) (+ 5)) ("N") "O" _ (3 (aq)) ^ (-) + "e" ^ (-) -> stackrel (väri (sininen) (+ 4)) ("N") "O" _ (2 (g)) + "H" _ 2 "O" _ ((l)) #

Tasapainottaa vetyatomit lisäämällä protoneja.

# 2 "H" _ ((aq)) ^ (+) + pino (väri (sininen) (+ 5)) ("N") "O" _ (3 (aq)) ^ (-) + "e" ^ (-) -> stackrel (väri (sininen) (+ 4)) ("N") "O" _ (2 (g)) + "H" _ 2 "O" _ ((l)) #

Nyt, missä tahansa redox-reaktiossa, niiden elektronien määrä, jotka menetetään hapettumisen puoli-reaktio täytyy olla yhtä suuri elektronien lukumäärään vähennyspuoli-reaktio.

Siirrettyjen elektronien lukumäärän tasapainottamiseksi kerro vähennyspuoli-reaktio kerrallaan #6#. Lisää kaksi puolireaktiota saadaksesi

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

#COLOR (valkoinen) (aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa) / väri (valkoinen) (a) #

# 4 "H" _ 2 "O" _ ((l)) + "S" _ ((s)) + 12 "H" _ ((aq)) ^ (+) + 6 "EI" _ (3 (aq)) ^ (-) + väri (punainen) (peruuta (väri (musta) (6 "e" ^ (-)))) -> "HSO" _ (4 (aq)) ^ (-) + 6 " EI "_ (2 (g)) + väri (punainen) (peruuta (väri (musta) (6" e "^ (-)))) + 7" H "_ ((aq)) ^ (+) + 6 "H" _ 2 "O" _ ((l)) #

Tämä vastaa

#color (vihreä) (bar (ul (| väri (valkoinen) (a / a) väri (musta) ("S" _ (s) + 6 "NO" _ (3 (aq)) ^ (-) + 5 "H" _ ((aq)) ^ (+) -> "HSO" _ (4 (aq)) ^ (-) + 6 "NO" _ (2 (g)) uarr + 2 "H" _ 2 "O" _ ((l))) väri (valkoinen) (a / a) |))) #