Для выполнения электронного баланса реакции между медью (Cu) и азотной кислотой (HNO3) закономерно использовать метод полуреакций. Мы рассмотрим окислительно-восстановительную реакцию, выделяя полуреакции для окисления меди и восстановления ионов азота.
Определим элементы, которые изменяют свои степени окисления:
- В меди (Cu) степень окисления изменяется с 0 до +2 (Cu → Cu²⁺).
- В ионе азота (из HNO3) степень окисления снижается с +5 (в HNO3) до +2 (в NO).
Запишем полуреакции:
Окисление меди: \[ \text{Cu} \rightarrow \text{Cu}^{2+} + 2e^- \]
Восстановление ионов азота: \[ \text{N}^{5+} + 2e^- \rightarrow \text{N}^{2+} \]
Уравняем количество электронов: Обе полуреакции уже имеют равное количество претерпевающих изменений (2 электрона).
Составим полное уравнение, соединив полуреакции: \[ \text{Cu} + 2\text{HNO}_3 \rightarrow \text{Cu(NO}_3)_2 + \text{NO} + \text{H}_2\text{O} \]
Убедимся в сбалансированности:
- Считаем количество атомов каждого элемента с обеих сторон уравнения:
- Cu: 1 = 1
- H: 2 = 2
- N: 2 = 2
- O: 6 = 6
- Считаем количество атомов каждого элемента с обеих сторон уравнения:
Заключение: Уравнение сбалансировано как химически, так и по количеству атомов.
Таким образом, метод электронного баланса при ведении реакции Cu с HNO3 указывает на изменения в степенях окисления и позволяет получить сбалансированное уравнение реакции.