Для того чтобы расставить коэффициенты в уравнении реакции и определить восстановитель и окислитель, нужно следовать нескольким шагам. Сначала давайте рассмотрим само уравнение:
SO₂ + KMnO₄ + H₂O → MnSO₄ + K₂SO₄ + H₂O
- Определение степеней окисления:
- Для SO₂ (диоксид серы) сероводород имеет степень окисления +4.
- Для KMnO₄ (перманганат калия) марганец имеет степень окисления +7.
- В MnSO₄ (сульфат марганца) марганец имеет степень окисления +2.
- В K₂SO₄ (сульфат калия) сера имеет степень окисления +6.
- Определение окислителя и восстановителя:
- Сероводород (SO₂) окисляется от +4 до +6, следовательно, он является восстановителем.
- Марганец в KMnO₄ восстанавливается от +7 до +2, следовательно, он является окислителем.
- Запись полуреакций:
- Сбалансирование полуреакций по массам и зарядам:
- Уравнивание числа электронов:
- Для этого нужно умножить полуреакцию окисления на 5, а полуреакцию восстановления на 2:
5(SO₂ + 2H₂O → SO₄²⁻ + 4H⁺ + 2e⁻)
2(MnO₄⁻ + 8H⁺ + 5e⁻ → Mn²⁺ + 4H₂O)
- Сложение полуреакций:
- Сложив полуреакции, получаем:
5SO₂ + 10H₂O + 2MnO₄⁻ + 16H⁺ → 5SO₄²⁻ + 8H₂O + 2Mn²⁺ + 8H⁺
- Сокращение и окончательное уравнение:
- Сократив общие члены и упрощая, получаем:
5SO₂ + 2MnO₄⁻ + 2H₂O → 5SO₄²⁻ + 2Mn²⁺ + 4H⁺
Теперь добавим катионы калия и серы, чтобы получить исходное уравнение:
- Для KMnO₄:
5SO₂ + 2KMnO₄ + 2H₂O → 5K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 4H⁺
Теперь уравнение сбалансировано, и коэффициенты расставлены:
5SO₂ + 2KMnO₄ + 2H₂O → 5K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 4H⁺
В исходном уравнении присутствует ошибка в указании продуктов реакции. После корректировки уравнение становится:
5SO₂ + 2KMnO₄ + 2H₂O → 2MnSO₄ + K₂SO₄ + 2H₂SO₄
Таким образом, сероводород (SO₂) является восстановителем, а перманганат калия (KMnO₄) является окислителем.