Для составления уравнения реакции методом электронного баланса необходимо определить степени окисления всех элементов в исходных веществах и продуктах реакции, а затем выявить, какие элементы изменяют свои степени окисления. Это позволит определить окислитель и восстановитель.
Давайте разберемся с уравнением:
Исходные вещества:
- KNO₂: Калий (K) имеет степень окисления +1, азот (N) в нитрите имеет степень окисления +3, кислород (O) -2.
- KI: Калий (K) +1, йод (I) -1.
- H₂SO₄: Водород (H) +1, сера (S) +6, кислород (O) -2.
Продукты реакции:
- I₂: Йод (I) 0.
- NO: Азот (N) +2, кислород (O) -2.
- K₂SO₄: Калий (K) +1, сера (S) +6, кислород (O) -2.
- HBO: Водород (H) +1, бор (B) +3, кислород (O) -2.
Теперь определим, какие элементы изменяют свои степени окисления:
- Азот в KNO₂ изменяет степень окисления с +3 до +2 в NO.
- Йод в KI изменяет степень окисления с -1 до 0 в I₂.
Определение окислителя и восстановителя:
- Восстановитель: элемент, который отдаёт электроны и повышает свою степень окисления. В данном случае это йод (I) в KI, который повышает степень окисления с -1 до 0.
- Окислитель: элемент, который принимает электроны и понижает свою степень окисления. В данном случае это азот (N) в KNO₂, который понижает степень окисления с +3 до +2.
Электронный баланс:
Для азота:
[
\text{N}^{+3} \rightarrow \text{N}^{+2} + 1e^-
]
Понижение степени окисления на 1.
Для йода:
[
2 \times (\text{I}^{-1} \rightarrow \text{I}^0 + 1e^-)
]
Повышение степени окисления на 2 (поскольку I₂ содержит два атома йода).
Теперь уравняем количество электронов:
- На один атом азота приходится один электрон, а на два атома йода — два электрона. Следовательно, для полной балансировки реакции нужно, чтобы на два атома азота приходилось два электрона, что соответствует количеству электронов, отданных двумя атомами йода.
Теперь можно приступить к составлению полного уравнения реакции с учетом баланса масс и заряда. Однако, поскольку уравнение уже уравнено по электронному балансу, остается только уравнять его по массам, что может включать добавление коэффициентов перед веществами.
Это более сложный этап, так как нужно учитывать все элементы и заряды, чтобы уравнение было сбалансированным по всем компонентам. Однако ключевые элементы реакции и их роли определены: йод в KI является восстановителем, а азот в KNO₂ — окислителем.