Для того чтобы расставить коэффициенты в уравнении реакции с помощью метода электронного баланса, нужно сначала идентифицировать окислители и восстановители, а также сбалансировать количество атомов каждого элемента по обеим сторонам уравнения.
Исходное уравнение: \[ \text{Pb} + \text{H}_2\text{SO}_4 = \text{PbSO}_4 + \text{S} + \text{H}_2\text{O} \]
Определим степени окисления:
- В свинце (Pb) степень окисления равна 0, в PbSO₄ она равна +2.
- В серной кислоте (H₂SO₄) сера имеет степень окисления +6, в элементарной сере (S) степень окисления 0.
- В воде (H₂O) водород имеет степень окисления +1, кислород -2.
Определим изменения в степенях окисления:
- Pb восстанавливается с 0 до +2, значит он принимает 2 электрона.
- S окисляется с +6 до 0, значит она отдает 6 электронов.
Чтобы сбалансировать количество электронов, у нас должно быть 3 атома свинца, которые примут 6 электронов (3 Pb и 3 PbSO₄).
Теперь мы можем записать полное уравнение баланса: \[ 3 \text{Pb} + 3 \text{H}_2\text{SO}_4 = 3 \text{PbSO}_4 + 1 \text{S} + 3 \text{H}_2\text{O} \]
Проверим баланс:
- Pb: 3 слева и 3 справа.
- S: 3 (в H₂SO₄) слева и 4 (3 в PbSO₄ + 1 в элементарной сере) справа.
- H: 6 слева (2 в каждой H₂SO₄) и 6 справа (6 в 3 H₂O).
- O: 12 слева (4 из каждой H₂SO₄) и 12 справа (12 из 3 PbSO₄ + 3 H₂O).
Таким образом, окончательное сбалансированное уравнение реакции становится: \[ 3 \text{Pb} + 3 \text{H}_2\text{SO}_4 = 3 \text{PbSO}_4 + 1 \text{S} + 3 \text{H}_2\text{O} \]
Эти коэффициенты обеспечивают сохранение массы и заряда в реакции.