Уравнять ОВР методом электронного баланса: C + HNO3 →NO2 + CO2 + H2O

C + 4HNO3 -> 2NO2 + CO2 + 2H2O

Чтобы уравнять окислительно-восстановительную реакцию (ОВР) методом электронного баланса, нужно выполнить следующие шаги:

1. Определите степени окисления всех элементов в данной реакции:

   • Углерод (C) в элементарной форме имеет степень окисления 0.
   • В азотной кислоте (HNO₃), азот обычно имеет степень окисления +5.
   • В диоксиде азота (NO₂), азот имеет степень окисления +4.
   • В углекислом газе (CO₂), углерод имеет степень окисления +4.
   • В воде (H₂O), водород имеет степень окисления +1, а кислород – -2.

2. Определите, какие элементы окисляются и восстанавливаются:

   • Углерод (C) окисляется: 0 → +4 (теряет 4 электрона).
   • Азот (N) восстанавливается: +5 → +4 (принимает 1 электрон).

3. Составьте уравнения полуреакций для процессов окисления и восстановления.

   • Окисление: ( \text{C}^0 \rightarrow \text{C}^{+4} + 4e^-)
   • Восстановление: ( \text{N}^{+5} + 1e^- \rightarrow \text{N}^{+4} )

4. Сбалансируйте количество электронов в полуреакциях:

   • Для этого умножьте уравнение восстановления на 4, чтобы количество электронов в обеих полуреакциях совпадало: [ 4 (\text{N}^{+5} + 1e^- \rightarrow \text{N}^{+4}) ] [ \text{C}^0 \rightarrow \text{C}^{+4} + 4e^- ]

5. Запишите суммарное уравнение электронной балансовой реакции: [ \text{C} + 4 \text{HNO}_3 \rightarrow 4 \text{NO}_2 + \text{CO}_2 ]

6. Сбалансируйте оставшиеся элементы (водород и кислород):

   • Посчитайте количество кислородов и водородов:
     • В левой части: (4 \times 3 = 12) атомов кислорода.
     • В правой части: (4 \times 2 + 2 = 10) атомов кислорода.
   • Добавьте 2 молекулы воды в правую часть, чтобы сбалансировать водород и кислород: [ \text{C} + 4 \text{HNO}_3 \rightarrow 4 \text{NO}_2 + \text{CO}_2 + 2 \text{H}_2\text{O} ]

Теперь уравнение реакции уравнено методом электронного баланса.

Для уравнивания данного уравнения методом электронного баланса необходимо учесть изменение степени окисления каждого элемента.

1. Разложим все вещества на ионы и атомы: C + HNO3 → NO2 + CO2 + H2O C + H^+ + N^+5O^−3_3 → N^+4O^−2_2 + C^+4O^−2_2 + H^+1O^−2_2

2. Составим уравнение окислительно-восстановительных реакций для каждого элемента, чтобы учесть изменение степени окисления: C: C^0 → C^+4 H: -2 + 1 → 0 N: +5 → +4 O: -2 → 0

3. Выпишем уравнение электронного баланса, учитывая изменение степени окисления: C: 4e^− H: 2H^+ + 2e^− N: 1e^− O: 4e^−

4. Следовательно, уравнение для балансировки по методу электронного баланса выглядит следующим образом: C + 4HNO3 → 4NO2 + CO2 + 2H2O

Таким образом, данное уравнение было уравнено методом электронного баланса путем добавления соответствующего количества реактивов и продуктов.