كيف توازن بين المعادلة التالية: "S" + "HNO" _3 -> "H" _2 "SO" _4 + "NO" _2 + "H" _2 "O"؟

إجابة:

من خلال الطريقة القياسية لتفاعلات الأكسدة والاختزال نحصل على:

# "S" +6 "HNO" _3 rarr "H" _2 "SO" _4 + 6 "NO" _2 + 2 "H" _2 "O" #

تفسير:

استخدم الطريقة القياسية ل تفاعلات الأكسدة والاختزال.

أكسدة:

ينتقل الكبريت من 0 حالة أكسدة في العنصر إلى +6 في حامض الكبريتيك ، لذلك ينتج عنه ستة (مولات) من الإلكترونات لكل ذرة (مول):

# "S" ^ 0 rarr "S" ^ {"VI"} + 6e ^ - #

اختزال:

ينتقل النيتروجين من +5 حالة أكسدة في حامض النتريك إلى +4 في ثاني أكسيد النيتروجين ، لذلك يشغل واحد (جزيء) من الإلكترون (ذرات) لكل ذرة (جزيء من):

# "N" ^ "V" + e ^ - rarr "N" ^ {"IV"} #

موازنة:

ولكي يكون توازن الأكسدة والاختزال متوازنا ، يجب أن تكون الإلكترونات التي تم التخلي عنها مطابقة للإلكترونات التي تم التقاطها. هنا ، نحن بحاجة إلى ستة مولات من ذرات النيتروجين لتتناول الإلكترونات tge المنبعثة من جزيء واحد من ذرات الكبريت:

# "S" ^ 0 + 6 "N" ^ "V" rarr "S" ^ {"VI"} + 6 "N" ^ {"IV"} #

ثم نعيد تلك المعاملات إلى المركبات الأصلية. # "S" ^ 0 # هو الكبريت elementl ، # "N" ^ "V" # هو النيتروجين في نتريك النتريك ، إلخ:

# "S" +6 "HNO" _3 rarr "H" _2 "SO" _4 + 6 "NO" _2 + "H" _2 "O" #

ولا تنس الجزء السهل:

لا يزال التفاعل غير متوازن لأن العناصر التي لم تتأكسد أو تخفض ، الهيدروجين والأكسجين ، لم تكن متوازنة. لكن من خلال موازنة الإلكترونات في مكونات الأكسدة والاختزال ، علينا الآن أن نوازن بين عنصر واحد فقط ؛ العنصر الأخير مجبر على الوقوع في مكانه. نحن نذوب الهيدروجين ونحافظ على توازن الكبريت والنيتروجين ، نعدل معامل الماء. ثم:

# "S" +6 "HNO" _3 rarr "H" _2 "SO" _4 + 6 "NO" _2 + 2 "H" _2 "O" #

إجابة:

هذا ما حصلت عليه.

تفسير:

أنت تتعامل مع رد فعل الأكسدة فيها حمض النتريك يتأكسد الكبريت الأولي إلى حمض الكبريتيك ، # "H" _2 "SO" _4 #، في حين يتم تخفيضها إلى ثاني أكسيد النيتروجين ، # "NO" _2 #، في العمليه.

ابدأ بالتعيين أعداد الأكسدة إلى الذرات التي تحدث في رد الفعل

# stackrel (color (blue) (0)) ("S") _ ((s)) + stackrel (color (blue) (+ 1)) ("H") stackrel (color (blue) (+ 5)) ("N") stackrel (color (blue) (- 2)) ("O") _ (3 (aq)) -> stackrel (color (blue) (+ 1)) ("H") _ 2 stackrel (اللون (الأزرق) (+ 6)) ("S") stackrel (اللون (الأزرق) (- 2)) ("O") _ (4 (aq)) + stackrel (اللون (الأزرق) (+ 4)) ("N") stackrel (color (blue) (- 2)) ("O") _ (2 (g)) + stackrel (color (blue) (+ 1)) ("H") _ 2 stackrel (color (الأزرق) (- 2)) ("O") _ ((l)) #

لاحظ أن حالة أكسدة النيتروجين تنطلق من #COLOR (الأزرق) (+ 5) # على جانب المنتجات ل #COLOR (الأزرق) (+ 4) # على جانب المواد المتفاعلة ، مما يعني أن النيتروجين يجري انخفاض.

من ناحية أخرى ، فإن حالة أكسدة الكبريت تنطلق من #COLOR (الأزرق) (0) # على جانب الكواشف ل #COLOR (الأزرق) (+ 6) # على جانب المنتجات ، مما يعني أن الكبريت يجري المؤكسد.

ال الأكسدة نصف رد فعل يشبه هذا

# stackrel (اللون (الأزرق) (0)) ("S") _ ((s)) -> "H" stackrel (اللون (الأزرق) (+ 6)) ("S") "O" _ (4 (aq)) ^ (-) + 6 "e" ^ (-) #

تحقيق التوازن بين ذرات الأكسجين باستخدام جزيئات الماء.

# 4 "H" _ 2 "O" _ ((l)) + stackrel (اللون (الأزرق) (0)) ("S") _ ((s)) -> "H" stackrel (اللون (الأزرق) (+6)) ("S") "O" _ (4 (aq)) ^ (-) + 6 "e" ^ (-) #

لتحقيق التوازن بين ذرات الهيدروجين ، إضافة البروتونات ، # "H" ^ (+) #، إلى الجانب الذي يحتاج ذرات الهيدروجين.

# 4 "H" _ 2 "O" _ ((l)) + stackrel (اللون (الأزرق) (0)) ("S") _ ((s)) -> "H" stackrel (اللون (الأزرق) (+6)) ("S") "O" _ (4 (aq)) ^ (-) + 6 "e" ^ (-) + 7 "H" _ ((aq)) ^ (+) #

ال الحد من رد فعل نصف يشبه هذا

#stackrel (color (blue) (+ 5)) ("N") "O" _ (3 (aq)) ^ (-) + "e" ^ (-) -> stackrel (color (blue) (+ 4)) ("N") "O" _ (2 (g)) #

مرة أخرى ، توازن ذرات الأكسجين عن طريق إضافة جزيئات الماء.

#stackrel (color (blue) (+ 5)) ("N") "O" _ (3 (aq)) ^ (-) + "e" ^ (-) -> stackrel (color (blue) (+ 4)) ("N") "O" _ (2 (g)) + "H" _ 2 "O" _ ((l)) #

تحقيق التوازن بين ذرات الهيدروجين عن طريق إضافة البروتونات.

# 2 "H" _ ((aq)) ^ (+) + stackrel (اللون (الأزرق) (+ 5)) ("N") "O" _ (3 (aq)) ^ (-) + "e" ^ (-) -> stackrel (اللون (الأزرق) (+ 4)) ("N") "O" _ (2 (g)) + "H" _ 2 "O" _ ((l)) #

الآن ، في أي رد فعل الأكسدة والاختزال ، وعدد الإلكترونات المفقودة في الأكسدة نصف رد فعل لابد أن يكون مساو إلى عدد الإلكترونات المكتسبة في الحد من رد فعل نصف.

لتحقيق التوازن بين عدد الإلكترونات المنقولة ، اضرب نصف رد فعل التخفيض بمقدار #6#. أضف اثنين من ردود الفعل نصف للحصول على

# (color (white) (aaaaaaa.) 4 "H" _ 2 "O" _ ((l)) + stackrel (color (blue) (0)) ("S") _ ((s)) -> " H "stackrel (color (blue) (+ 6)) (" S ")" O "_ (4 (aq)) ^ (-) + 6" e "^ (-) + 7" H "_ ((aq)) ^ (+)) ، (2 "H" _ ((aq)) ^ (+) + stackrel (اللون (الأزرق) (+ 5)) ("N") "O" _ (3 (aq)) ^ (-) + "e" ^ (-) -> stackrel (color (blue) (+ 4)) ("N") "O" _ (2 (g)) + "H" _ 2 "O" _ ((ل)) "" #

#COLOR (أبيض) (aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa) / اللون (الأبيض) (أ) #

# 4 "H" _ 2 "O" _ ((l)) + "S" _ ((s)) + 12 "H" _ ((aq)) ^ (+) + 6 "NO" _ (3 (aq)) ^ (-) + اللون (الأحمر) (إلغاء (اللون (أسود) (6 "e" ^ (-)))) -> "HSO" _ (4 (aq)) ^ (-) + 6 " NO "_ (2 (g)) + اللون (أحمر) (إلغاء (اللون (أسود) (6" e "^ (-)))) + 7" H "_ ((aq)) ^ (+) + 6 "H" _ 2 "O" _ ((l)) #

هذا سيكون معادلا ل

#color (أخضر) (شريط (ul (| لون (أبيض) (a / a) لون (أسود) ("S" _ ((s)) + 6 "NO" _ (3 (aq)) ^ (-) + 5 "H" _ ((aq)) ^ (+) -> "HSO" _ (4 (aq)) ^ (-) + 6 "NO" _ (2 (g)) uarr + 2 "H" _ 2 "O" _ ((l))) اللون (أبيض) (a / a) |))) #