Для расстановки коэффициентов в данном уравнении реакции с помощью метода электронного баланса, нужно сначала определить, какие элементы изменяют свою степень окисления в ходе реакции. В данном уравнении реакции участвуют:
- ( \text{KMnO}_4 ) - перманганат калия, где марганец ((\text{Mn})) имеет степень окисления +7.
- ( \text{K}_2\text{SO}_3 ) - сульфит калия, где сера ((\text{S})) имеет степень окисления +4.
В продуктах реакции:
- ( \text{MnSO}_4 ) - здесь марганец ((\text{Mn})) имеет степень окисления +2.
- ( \text{K}_2\text{SO}_4 ) - здесь сера ((\text{S})) имеет степень окисления +6.
Теперь определим изменения степеней окисления:
- Марганец ((\text{Mn})): +7 в (\text{KMnO}_4) до +2 в (\text{MnSO}_4). Изменение: ( +7 \to +2 ). Марганец принимает 5 электронов.
- Сера ((\text{S})): +4 в (\text{K}_2\text{SO}_3) до +6 в (\text{K}_2\text{SO}_4). Изменение: ( +4 \to +6 ). Сера отдает 2 электрона.
Теперь используем метод электронного баланса:
Запишем полу-реакции:
- Для марганца: (\text{Mn}^{+7} + 5e^- \to \text{Mn}^{+2})
- Для серы: (\text{S}^{+4} \to \text{S}^{+6} + 2e^-)
Уравняем количество принятых и отданных электронов:
- Умножим полу-реакцию для марганца на 2: (2 \times (\text{Mn}^{+7} + 5e^- \to \text{Mn}^{+2}))
- Умножим полу-реакцию для серы на 5: (5 \times (\text{S}^{+4} \to \text{S}^{+6} + 2e^-))
Теперь баланс электронов:
- (2 \times 5 = 10) электронов для марганца,
- (5 \times 2 = 10) электронов для серы.
Теперь расставим коэффициенты в основном уравнении:
[
2\text{KMnO}_4 + 5\text{K}_2\text{SO}_3 + \text{H}_2\text{SO}_4 \to 5\text{K}_2\text{SO}_4 + 2\text{MnSO}_4 + \text{H}_2\text{O}
]
Теперь уравняем водород и кислород:
- В левой части: 2 атома калия из (\text{KMnO}_4) и 10 атомов калия из (5\text{K}_2\text{SO}_3), всего 12 атомов калия.
- В правой части: 10 атомов калия из (5\text{K}_2\text{SO}_4), 2 атома калия из (\text{K}_2\text{SO}_4).
Расставим коэффициент перед (\text{H}_2\text{SO}_4), чтобы уравнять количество атомов серы:
- В левой части: 5 + 1 = 6 атомов серы.
- В правой части: 5 + 2 = 7 атомов серы.
Поскольку (\text{H}_2\text{SO}_4) также участвует в образовании воды, уравняем кислород и водород:
[
2\text{KMnO}_4 + 5\text{K}_2\text{SO}_3 + 3\text{H}_2\text{SO}_4 \to 5\text{K}_2\text{SO}_4 + 2\text{MnSO}_4 + 3\text{H}_2\text{O}
]
Примеряем уравнение и убеждаемся, что все атомы и заряды сбалансированы.