Чтобы подобрать коэффициенты методом электронного баланса, нужно сначала определить, как изменяются степени окисления элементов в ходе реакции, и затем уравнять число электронов, отдаваемых и принимаемых в процессе. Рассмотрим каждую из предложенных реакций по очереди.
1. Реакция: CuS + O₂ → CuO + SO₂
Шаг 1: Определим степени окисления:
- В CuS: Cu (степень окисления +2), S (степень окисления -2)
- В O₂: O (степень окисления 0)
- В CuO: Cu (степень окисления +2), O (степень окисления -2)
- В SO₂: S (степень окисления +4), O (степень окисления -2)
Шаг 2: Определим изменения степеней окисления:
- S в CuS изменяет степень окисления с -2 на +4 (отдача 6 электронов)
- O₂ изменяет степень окисления с 0 на -2 (принятие 4 электронов на каждый атом кислорода, или 8 электронов на молекулу O₂)
Шаг 3: Уравняем число электронов:
Чтобы уравнять количество электронов, надо уравнять потери и приобретения электронов.
6 (электрона от S) и 8 (электронов от O₂):
[ \text{Найдем наименьшее общее кратное для 6 и 8, которое равно 24.} ]
Тогда:
- 4 атома S отдают 24 электрона
- 3 молекулы O₂ принимают 24 электрона
Шаг 4: Уравняем реакцию:
[ 4CuS + 3O₂ \rightarrow 4CuO + 4SO₂ ]
2. Реакция: H₂O + Na → NaOH + H₂
Шаг 1: Определим степени окисления:
- В H₂O: H (степень окисления +1), O (степень окисления -2)
- В Na: Na (степень окисления 0)
- В NaOH: Na (степень окисления +1), O (степень окисления -2), H (степень окисления +1)
- В H₂: H (степень окисления 0)
Шаг 2: Определим изменения степеней окисления:
- Na изменяет степень окисления с 0 на +1 (отдача 1 электрона)
- H₂O изменяет степень окисления H с +1 на 0 (принятие 1 электрона на каждый атом H, или 2 электрона на молекулу H₂)
Шаг 3: Уравняем число электронов:
1 электрон от Na и 2 электрона для H₂:
Чтобы уравнять количество электронов, нужно иметь 2 атома Na, которые отдадут 2 электрона.
Шаг 4: Уравняем реакцию:
[ 2Na + 2H₂O \rightarrow 2NaOH + H₂ ]
3. Реакция: N₂ + H₂ → NH₃
Шаг 1: Определим степени окисления:
- В N₂: N (степень окисления 0)
- В H₂: H (степень окисления 0)
- В NH₃: N (степень окисления -3), H (степень окисления +1)
Шаг 2: Определим изменения степеней окисления:
- N изменяет степень окисления с 0 на -3 (прием 3 электронов на каждый атом азота, или 6 электронов на молекулу N₂)
- H изменяет степень окисления с 0 на +1 (отдача 1 электрона на каждый атом водорода, или 2 электрона на молекулу H₂)
Шаг 3: Уравняем число электронов:
6 электронов принимаются на N₂ и 2 электрона от H₂:
[ \text{Найдем наименьшее общее кратное для 6 и 2, которое равно 6.} ]
Тогда:
- 1 молекула N₂ принимает 6 электронов
- 3 молекулы H₂ отдают 6 электронов
Шаг 4: Уравняем реакцию:
[ N₂ + 3H₂ \rightarrow 2NH₃ ]
Таким образом, уравнения с подобранными коэффициентами будут:
- ( 4CuS + 3O₂ \rightarrow 4CuO + 4SO₂ )
- ( 2Na + 2H₂O \rightarrow 2NaOH + H₂ )
- ( N₂ + 3H₂ \rightarrow 2NH₃ )