Для решения задачи по составлению окислительно-восстановительной реакции (ОВР) и электронного баланса, разберем уравнение:
а) \(\text{H}_2\text{S} + \text{O}_2 \rightarrow \text{SO}_2 + \text{S}\)
1. Определим степени окисления
- \(\text{H}_2\text{S}\): S: -2
- \(\text{O}_2\): O: 0
- \(\text{SO}_2\): S: +4
- \(\text{S}\): S: 0
2. Определим процессы окисления и восстановления
- S в \(\text{H}_2\text{S}\) повышает степень окисления с -2 до 0 и +4. (Окисление)
- О в \(\text{O}_2\) снижает степень окисления с 0 до -2. (Восстановление)
3. Составим электронный баланс
- \(\text{H}_2\text{S} \rightarrow \text{S} + 2\text{e}^-\) (2 электрона отдает на образование элементарной S)
- \(\text{H}_2\text{S} \rightarrow \text{SO}_2 + 6\text{e}^-\) (6 электрона отдает на образование \(\text{SO}_2\))
Окисление: \(\text{H}_2\text{S} \rightarrow \text{S} + 2\text{e}^-\) и \(\text{H}_2\text{S} \rightarrow \text{SO}_2 + 6\text{e}^-\)
Восстановление: \(\text{O}_2 + 4\text{e}^- \rightarrow 2\text{O}^{2-}\)
4. Балансирование уравнения
Для балансировки уравнения ОВР используем коэффициенты:
- Уравниваем количество отданных и принятых электронов.
- Одна молекула \(\text{H}_2\text{S}\) отдаст в сумме 8 электронов, и они будут восприняты \(\text{O}_2\).
Конечное уравнение ОВР:
\(2\text{H}_2\text{S} + \text{O}_2 \rightarrow 2\text{SO}_2 + 2\text{S} + 2\text{H}_2\text{O}\)
Объяснения
- Каждая молекула \(\text{H}_2\text{S}\) участвует в двух процессах: часть серы превращается в \(\text{S}\), часть в \(\text{SO}_2\).
- \(\text{O}_2\) принимает электроны для восстановления и образования воды, связанной с образованием \(\text{SO}_2\).
Этот процесс иллюстрирует, как сера одновременно может окисляться до +4 и останавливаться на 0.