Wie würden Sie die folgende Gleichung ausgleichen: "S" + "HNO" _3 -> "H_2" SO4 + "NO" _2 + "H" _2 "O"?

Antworten:

Mit der Standardmethode für Redoxreaktionen erhalten wir:

# S +6 HNO_3 rarr H_2 SO_4 + 6 NEIN _2 + 2 H_2 O #

Erläuterung:

Verwenden Sie die Standardmethode für Redoxreaktionen.

Oxidation:

Schwefel geht vom Oxidationszustand 0 im Element bis +6 in Schwefelsäure über, so dass er sechs (Mol) Elektronen pro (Mol) Atome abgibt:

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

Die Ermäßigung:

Stickstoff geht von +5 Oxidationszustand in Salpetersäure bis +4 in Stickstoffdioxid über, so dass er ein (Mol) Elektron (e) pro (Mol) Atome aufnimmt:

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

Balancing:

Damit eine Redox-Reaktion ausgeglichen werden kann, müssen die abgegebenen Elektronen mit den aufgenommenen Elektronen abgeglichen werden. Hier brauchen wir sechs Mol Notrogenatome, um die von einem Mol Schwefelatomen abgegebenen Elektronen aufzunehmen:

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

Dann setzen wir diese Koeffizienten wieder in die ursprünglichen Verbindungen ein. # "S" ^ 0 # ist der Schwefel der Elemente, # "N" ^ "V" # ist der Stickstoff in Salpetersäure usw.:

# S +6 HNO_3 rarr H_2 SO_4 + 6 NEIN _2 + H_2 O #

Und vergessen Sie nicht den einfachen Teil:

Die Reaktion ist immer noch nicht ausgeglichen, da die Elemente, die nicht oxidiert oder reduziert wurden, Wasserstoff und Sauerstoff, nicht ausgeglichen wurden. Indem wir jedoch Elektronen in den Oxidations- und Reduktionskomponenten ausgleichen, müssen wir nur noch ein anderes Element ausgleichen. Das letzte Element muss sich zusammenfügen. Um Wasserstoff und Stickstoff im Gleichgewicht zu halten, passen wir den Koeffizienten des Wassers an. Dann:

# S +6 HNO_3 rarr H_2 SO_4 + 6 NEIN _2 + 2 H_2 O #

Antworten:

Hier ist was ich habe.

Erläuterung:

Sie haben es mit einem zu tun redox Reaktion in welcher Salpetersäure oxidiert elementarer Schwefel zu Schwefelsäure, # "H" _2 "SO" _4 #, während es zu Stickstoffdioxid reduziert wird, # "NEIN" _2 #im Prozess.

Beginnen Sie mit der Zuweisung Oxidationszahlen zu den Atomen, die in der Reaktion stattfinden

#stackrel (color (blau) (0)) ("S") _ ((s)) + stackrel (color (blau) (+ 1)) ("H") stackrel (color (blau) (+ 5)) ("N") Stackrel (Farbe (blau) (- 2)) ("O") _ (3 (aq)) -> Stackrel (Farbe (blau) (+ 1)) ("H") _ 2 Stackrel (Farbe (blau) (+ 6)) ("S") Stapel (Farbe (Blau) (- 2)) ("O") _ (4 (aq)) + Stapel (Farbe (Blau) (+ 4)) ("N") Stapel (Farbe (blau) (- 2)) ("O") _ (2 (g)) + Stapel (Farbe (blau) (+ 1)) ("H") _ 2 Stapel (Farbe (blau) (- 2)) ("O") _ ((l)) #

Beachten Sie, dass der Oxidationszustand von Stickstoff aus geht #Farbe (blau) (+ 5) # auf der produktseite zu #Farbe (blau) (+ 4) # auf der Seite der Reaktanten, was bedeutet, dass Stickstoff ist reduziert.

Auf der anderen Seite geht der Oxidationszustand von Schwefel aus #Farbe (blau) (0) # auf der Seite der Reaktanten #Farbe (blau) (+ 6) # auf der Produktseite, was bedeutet, dass Schwefel ist oxidiert.

Das Oxidationshalbreaktion sieht aus wie das

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

Gleichgewicht der Sauerstoffatome mit Wassermolekülen.

# 4 H _ 2 O (- (l)) + Stackrel (Farbe (blau) (0)) ("S") _ ((s)) -> "H" Stackrel (Farbe (blau) (+6)) ("S") O (4 (aq)) ^ (-) + 6 e "^ (-) #

Um die Wasserstoffatome auszugleichen, fügen Sie Protonen hinzu. # "H" ^ (+) #zu der Seite, die Wasserstoffatome benötigt.

# 4 H _ 2 O (- (l)) + Stackrel (Farbe (blau) (0)) ("S") _ ((s)) -> "H" Stackrel (Farbe (blau) (+6)) (S) O (4 (aq)) ^ (-) + 6 e ^ (-) + 7H (_ (aq)) ^ (+) #

Das Reduktionshalbreaktion sieht aus wie das

# Stapel (Farbe (blau) (+ 5)) ("N") O (3 (aq)) ^ (-) + "e" ^ (-) -> Stapelrel (Farbe (blau) (+ 4))) ("N") "O" _ (2 (g)) #

Noch einmal die Sauerstoffatome durch Zugabe von Wassermolekülen ausgleichen.

# Stapel (Farbe (blau) (+ 5)) ("N") O (3 (aq)) ^ (-) + "e" ^ (-) -> Stapelrel (Farbe (blau) (+ 4))) (N) O (2 (g)) + H _ 2 O (_ (l)) #

Gleichgewicht der Wasserstoffatome durch Hinzufügen von Protonen.

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

Nun, bei jeder Redoxreaktion, ging die Anzahl der Elektronen verloren Oxidationshalbreaktion muss sein gleich auf die Anzahl der Elektronen, die im gewonnen wurden Reduktionshalbreaktion.

Um die Anzahl der übertragenen Elektronen auszugleichen, multiplizieren Sie die Reduktionshalbreaktion mit #6#. Fügen Sie die beiden Halbreaktionen hinzu, um zu erhalten

# (Farbe (weiß) (aaaaaaa.) 4 H 2 O ((l)) + Stapel (Farbe (blau) (0)) ("S") _ ((s)) -> H Stapel (Farbe (blau) (+ 6)) (S) O (4 (aq)) ^ (-) + 6 e ^ (-) + 7H ((aq)) ^ (+)), (2H) _ ((aq)) ^ (+) + stackrel (Farbe (blau) (+ 5)) ("N") O_ (3 (aq)) ^ (-) + "e" ^ (-) -> stackrel (Farbe (blau) (+ 4)) ("N") O _ (2 (g)) + H _ 2 O _ ((l)) "" #

#Farbe (weiß) (aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa) / Farbe (weiß) (a) #

# 4 H _ 2 O ((l)) + S ((s)) + 12 H ((aq)) ^ (+) + 6 NO (3 (aq)) ^ (-) + Farbe (rot) (Abbruch (Farbe (schwarz) (6e e (-)))) -> "HSO" _ (4 (aq)) ^ (-) + 6 " NEIN _ (2 (g)) + Farbe (rot) (Abbruch (Farbe (schwarz) (6 e ^ (-)))) + 7 H _ ((aq)) ^ (+) + 6 "H" _ 2 O ((l)) #

Dies wird äquivalent zu

#color (grün) (Balken (ul (| color (weiß) (a / a)) color (schwarz) ("S" _ ((s)) + 6 "NO" _ (3 (aq)) ^ (-) + 5 H (- (aq)) ^ (+) -> HSO (4 (aq)) ^ (-) + 6 NO (2 (g)) uarr + 2H 2 "O" _ ((l))) Farbe (weiß) (a / a) |))) #