Методом электронного баланса расставить коэффициенты H2S+HNO3=H2SO4+NO2+H2O

Давайте решим задачу методом электронного баланса для уравнения химической реакции: \[ \mathrm{H_2S + HNO_3 \rightarrow H_2SO_4 + NO_2 + H_2O} \] Цель — расставить коэффициенты так, чтобы соблюдались законы сохранения вещества и электронного баланса. --- ### Шаг 1: Определение степеней окисления Расписываем элементы и их степени окисления: - H₂S: H = +1, S обычно −2 - HNO₃: H = +1, N — неизвестная, O = −2 - H₂SO₄: H = +1, S = +6, O = −2 - NO₂: N — неизвестно, O = −2 - H₂O: H = +1, O = −2 Для определения изменения степеней окисления: - S в исходных соединениях: в H₂S — −2, в H₂SO₄ — +6, значит S окисляется с −2 до +6 (окисление) - N в HNO₃ — N: +5, в NO₂ — N: +4 (восстановление) --- ### Шаг 2: Расстановка коэффициентов для атомов Обозначим коэффициенты: \[ a\, \mathrm{H_2S} + b\, \mathrm{HNO_3} \rightarrow c\, \mathrm{H_2SO_4} + d\, \mathrm{NO_2} + e\, \mathrm{H_2O} \] Подставим: \[ a:H = 2a,\quad a:S = a \] \[ b:H = b,\quad b:N = b \] \[ c:H = 2c,\quad c:S= c \] \[ d:N= d \] \[ e:H= 2e,\quad e:O= e \] --- ### Шаг 3: Закон сохранения атомов Запишем уравнения для каждого элемента: **Водород (H):** \[ 2a + b = 2c + 2e \] **Кислород (O):** \[ 3b = 4c + 2d + e \] (вода — 1 O, HNO₃ — 3 O, H₂SO₄ — 4 O, NO₂ — 2 O) **Сера (S):** \[ a = c \] **Азот (N):** \[ b = d \] --- ### Шаг 4: Электронный баланс - Атомы S окисляются с −2 до +6, то есть потеряно: \[ \Delta_{S} = (6 - (-2)) \times a = 8a \] - N восстанавливается с +5 до +4, то есть приобретает 1 электрон за каждый N: \[ \text{электронов получено} = b \times 1 = b \] Общий обмен электронами должен быть равен — сумма электронов, потерянных и приобретённых. Поскольку S окисляется, он теряет 8 электрона за атом, а N восстанавливается на 1 электрон за атом, то: \[ \text{Общее число электронов, потерянных S: } 8a \] \[ \text{Общее число электронов, приобретённых N: } b \] Для баланса: \[ 8a = b \] Но так как \( a = c \) (из закона сохранения S), то: \[ 8a = b \] \[ b = 8a \] --- ### Шаг 5: Решение системы Подставим \( b = 8a \), \( c = a \), \( d = b = 8a \): Теперь уравнение для кислорода: \[ 3b = 4c + 2d + e \] Подставим: \[ 3 \times 8a = 4a + 2 \times 8a + e \] \[ 24a = 4a + 16a + e \] \[ 24a = 20a + e \] Значит: \[ e = 4a \] Теперь уравнение для водорода: \[ 2a + b = 2c + 2e \] Подставим: \[ 2a + 8a = 2a + 2 \times 4a \] \[ 10a = 2a + 8a \] \[ 10a = 10a \] Это верное равенство, не вводя новых ограничений. --- ### Шаг 6: Итоговые коэффициенты Можно взять минимальное целое \( a = 1 \): - \( a = 1 \) - \( b = 8a = 8 \) - \( c = a = 1 \) - \( d = 8 \) - \( e = 4a = 4 \) ### Итоговая реакция с коэффициентами: \[ \boxed{ \mathrm{H_2S + 8\, HNO_3 \rightarrow H_2SO_4 + 8\, NO_2 + 4\, H_2O} } \] --- ### Итоговая проверка Проверим баланс: - H: \( 2(1) + 8 = 2(1) + 2(4) \Rightarrow 10 = 10 \) ✓ - N: \( 8 = 8 \) ✓ - S: \( 1 = 1 \) ✓ - O: \( 3 \times 8 = 4 \times 1 + 2 \times 8 + 4 \Rightarrow 24 = 4 + 16 + 4 = 24 \) ✓ Все атомы сбалансированы. --- Если есть вопросы или нужна дополнительная помощь — пожалуйста, скажите!