Для расстановки коэффициентов в реакции Mg + H2SO4 → MgSO4 + H2 по методу электронного баланса (или ОВР – окислительно-восстановительной реакции), важно сначала определить окислитель и восстановитель, и затем уравновесить изменения степеней окисления.
Определение окислителя и восстановителя:
- Mg - магний в элементарном состоянии имеет степень окисления 0.
- H2SO4 - серная кислота, в которой сера имеет степень окисления +6, водород +1, а кислород -2.
- В результате реакции магний превращается в MgSO4 (где Mg имеет степень окисления +2), а H2SO4 превращается в H2 (водород в молекуле H2 имеет степень окисления 0).
Здесь магний (Mg) является восстановителем, так как он отдаёт электроны (степень окисления увеличивается с 0 до +2). Сера в H2SO4 выступает в роли окислителя, так как она принимает электроны, хотя степень окисления серы не изменяется, но водород в H2SO4 уменьшает свою степень окисления с +1 до 0.
Составление полуреакций:
- Окисление магния: Mg → Mg^2+ + 2e^–
- Восстановление водорода: 2H^+ + 2e^– → H2
Уравновешивание полуреакций:
Полуреакции уже уравновешены по массе и заряду, так что мы можем их объединить:
Возвращение к исходной реакции:
- Учитывая, что H2SO4 содержит 2 атома водорода, которые участвуют в образовании молекулы H2, исходная реакция будет выглядеть так:
- Mg + H2SO4 → MgSO4 + H2
Мы видим, что магний и водородная группа H2SO4 уже уравновешены. Сера и кислород в H2SO4 и MgSO4 также уравновешены по массе и заряду.
Итак, окончательное уравнение реакции, учитывая уравновешивание по методу электронного баланса:
Mg + H2SO4 → MgSO4 + H2
Коэффициенты в данном случае не требуют изменения, так как каждый элемент уравновешен в уравнении.