Чтобы уравнять реакцию методом электронного баланса, сначала определим степень окисления элементов в каждом веществе.
Исходные вещества:
- Zn (цинк): 0
- KNO3 (нитрат калия): K +1, N +5, O -2
- KOH (гидроксид калия): K +1, O -2, H +1
Продукты:
- NH3 (аммиак): N -3, H +1
- K2ZnO2 (цинкат калия): K +1, Zn +2, O -2
- H2O (вода): H +1, O -2
Теперь определим изменения степени окисления:
- Zn (0) → Zn (+2): цинк окисляется, значит он является восстановителем.
- N (+5, в KNO3) → N (-3, в NH3): азот восстанавливается, значит будет являться окислителем.
Теперь можем составить уравнение, учитывая изменения в степени окисления. Найдём потери и приобретения электронов:
Zn окисляется:
Zn → Zn^2+ + 2e^− (1 атом цинка)
N восстанавливается:
N(+5) + 8e^− → N(-3) (8 электронов для одного атома азота в аммиаке)
Теперь у нас есть два уравнения: одно для восстановления, другое — для окисления. Приведем их к одному знаменателю:
Чтобы сбалансировать количество электронов, умножим уравнение окисления на 4:
4Zn → 4Zn^2+ + 8e^−
Теперь можем соединить два полуреакции:
4Zn + N(+5) + KNO3 + KOH → NH3 + K2ZnO2 + H2O
Теперь расставим коэффициенты для сбалансированной реакции:
4Zn + 4KNO3 + 4KOH → 2NH3 + 4K2ZnO2 + 4H2O
Таким образом, уравнение будет сбалансированным:
4Zn + 4KNO3 + 4KOH → 2NH3 + 4K2ZnO2 + 4H2O
В этом процессе:
- Восстановитель: Zn
- Окислитель: N в KNO3, который уменьшается с +5 до -3 в NH3.
