Давайте рассмотрим реакции меди с различными кислотами и сбалансируем их с помощью метода электронного баланса.
а) Реакция меди с концентрированной серной кислотой
Концентрированная серная кислота окисляет медь до сульфата меди (II), при этом выделяется диоксид серы и вода. Уравнение реакции выглядит следующим образом:
[ \text{Cu} + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{CuSO}_4 + \text{SO}_2 + \text{H}_2\text{O} ]
Электронный баланс:
- Медь ((\text{Cu}^0)) переходит в ион меди ((\text{Cu}^{2+})): [ \text{Cu}^0 - 2e^- \rightarrow \text{Cu}^{2+} ]
- Серная кислота ((\text{H}_2\text{SO}_4)) восстанавливается до диоксида серы ((\text{SO}_2)): [ \text{S}^{+6} + 2e^- \rightarrow \text{S}^{+4} ]
Суммируем полуреакции, чтобы сбалансировать общее уравнение:
[ \text{Cu} + 2\text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{CuSO}_4 + \text{SO}_2 + 2\text{H}_2\text{O} ]
б) Реакция меди с концентрированной азотной кислотой
Концентрированная азотная кислота окисляет медь до нитрата меди (II), при этом выделяется диоксид азота и вода. Уравнение реакции:
[ \text{Cu} + \text{HNO}_3 \rightarrow \text{Cu(NO}_3\text{)}_2 + \text{NO}_2 + \text{H}_2\text{O} ]
Электронный баланс:
- Медь ((\text{Cu}^0)) переходит в ион меди ((\text{Cu}^{2+})): [ \text{Cu}^0 - 2e^- \rightarrow \text{Cu}^{2+} ]
- Азотная кислота ((\text{HNO}_3)) восстанавливается до диоксида азота ((\text{NO}_2)): [ \text{N}^{+5} + e^- \rightarrow \text{N}^{+4} ]
Суммируем полуреакции, используя коэффициенты для балансировки электронов:
[ \text{Cu} + 4\text{HNO}_3 \rightarrow \text{Cu(NO}_3\text{)}_2 + 2\text{NO}_2 + 2\text{H}_2\text{O} ]
в) Реакция меди с разбавленной азотной кислотой
В этом случае медь окисляется до нитрата меди (II), при этом выделяется монооксид азота и вода. Уравнение реакции:
[ \text{Cu} + \text{HNO}_3 \rightarrow \text{Cu(NO}_3\text{)}_2 + \text{NO} + \text{H}_2\text{O} ]
Электронный баланс:
- Медь ((\text{Cu}^0)) переходит в ион меди ((\text{Cu}^{2+})): [ \text{Cu}^0 - 2e^- \rightarrow \text{Cu}^{2+} ]
- Азотная кислота ((\text{HNO}_3)) восстанавливается до монооксида азота ((\text{NO})): [ \text{N}^{+5} + 3e^- \rightarrow \text{N}^{+2} ]
Суммируем полуреакции, используя коэффициенты для балансировки электронов:
[ 3\text{Cu} + 8\text{HNO}_3 \rightarrow 3\text{Cu(NO}_3\text{)}_2 + 2\text{NO} + 4\text{H}_2\text{O} ]
Таким образом, для каждой реакции меди с различными кислотами были составлены и сбалансированы уравнения с использованием метода электронного баланса.