Чтобы уравнять реакцию ( \text{KMnO}_4 + \text{Na}_2\text{SO}_3 + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{K}_2\text{SO}_4 + \text{Na}_2\text{SO}_4 + \text{MnSO}_4 + \text{H}_2\text{O} ) методом электронного баланса, нужно следовать следующим шагам:
Определяем окислитель и восстановитель.
В данной реакции перманганат калия ((\text{KMnO}_4)) выступает в роли окислителя, а сульфит натрия ((\text{Na}_2\text{SO}_3)) - восстановителя.
Записываем полные ионные уравнения.
(\text{KMnO}_4 \rightarrow \text{Mn}^{2+})
(\text{Na}_2\text{SO}_3 \rightarrow \text{SO}_4^{2-})
Определяем степени окисления элементов, которые меняются.
В (\text{KMnO}_4) марганец ((\text{Mn})) имеет степень окисления (+7), а в (\text{MnSO}_4) - (+2). Таким образом, марганец восстанавливается:
[
\text{Mn}^{+7} \rightarrow \text{Mn}^{+2} \quad (\Delta = +5)
]
Сера в (\text{Na}_2\text{SO}_3) имеет степень окисления (+4), а в (\text{Na}_2\text{SO}_4) - (+6). Таким образом, сера окисляется:
[
\text{S}^{+4} \rightarrow \text{S}^{+6} \quad (\Delta = -2)
]
Составляем полуреакции окисления и восстановления.
Восстановление марганца:
[
\text{MnO}_4^{-} + 8\text{H}^+ + 5\text{e}^- \rightarrow \text{Mn}^{2+} + 4\text{H}_2\text{O}
]
Окисление серы:
[
\text{SO}_3^{2-} \rightarrow \text{SO}_4^{2-} + 2\text{e}^-
]
Уравниваем число переданных электронов.
Для этого умножаем уравнения на соответствующие коэффициенты, чтобы количество электронов было одинаковым в обоих полуреакциях. В данном случае, умножаем уравнение окисления на 5, а уравнение восстановления на 2:
[
2\text{MnO}_4^{-} + 16\text{H}^+ + 10\text{e}^- \rightarrow 2\text{Mn}^{2+} + 8\text{H}_2\text{O}
]
[
5\text{SO}_3^{2-} \rightarrow 5\text{SO}_4^{2-} + 10\text{e}^-
]
Складываем полуреакции.
Теперь складываем полуреакции, учитывая число электронов:
[
2\text{MnO}_4^{-} + 5\text{SO}_3^{2-} + 16\text{H}^+ \rightarrow 2\text{Mn}^{2+} + 5\text{SO}_4^{2-} + 8\text{H}_2\text{O}
]
Добавляем оставшиеся ионы и вещества.
[
2\text{KMnO}_4 + 5\text{Na}_2\text{SO}_3 + 3\text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{K}_2\text{SO}_4 + 5\text{Na}_2\text{SO}_4 + 2\text{MnSO}_4 + 3\text{H}_2\text{O}
]
Проверка уравнения.
Проверяем, что количество каждого элемента и заряд сохраняются с обеих сторон уравнения:
- Калий: (2\text{K}) слева и (2\text{K}) справа.
- Натрий: (10\text{Na}) слева и (10\text{Na}) справа.
- Марганец: (2\text{Mn}) слева и (2\text{Mn}) справа.
- Сера: (8\text{S}) слева и (8\text{S}) справа.
- Кислород: (32\text{O}) слева и (32\text{O}) справа.
- Водород: (6\text{H}) слева и (6\text{H}) справа.
Таким образом, уравнение уравнено методом электронного баланса.