HNO3+Cu=Cu(NO3)2+No+H2O
Задача: HNO3 + Cu → Cu(NO3)2 + NO + H2O
Такой набор продуктов соответствует реакции меди с разбавленной азотной кислотой, в результате которой образуется медь(II) азотнокислый соль и оксид азота NO. Ниже пошагово покажу балансировку.
- Вводные соображения
- Медь восстанавливается до Cu2+: Cu → Cu2+ + 2 e− (это окислительная стадия).
- Азотная кислота в разбавленном виде восстанавливается до NO: NO3− + 4 H+ + 3 e− → NO + 2 H2O (это восстановительная стадия; в растворе NO3− поступает из HNO3).
- Баланс ведем в кислой среде с помощью метода полуреакций (электронного баланса).
- Полуреакции
- Окисление: Cu → Cu2+ + 2 e−
- Восстановление: NO3− + 4 H+ + 3 e− → NO + 2 H2O
- Балансировка электронов
- Чтобы число электронов совпало, умножим окисление на 3, а восстановление на 2:
- Окисление: 3 Cu → 3 Cu2+ + 6 e−
- Восстановление: 2 NO3− + 8 H+ + 6 e− → 2 NO + 4 H2O
Суммарная ионная реакция 3 Cu + 2 NO3− + 8 H+ → 3 Cu2+ + 2 NO + 4 H2O
Преобразование в молекулярное уравнение Чтобы перейти к полному молекулярному уравнению, добавим к раствору нитрат-ионы NO3− в виде HNO3 и объединим с катионами Cu2+, формируя Cu(NO3)2. В сумме из разбавленной азотной кислоты берём 8 молекул HNO3 на реагент, что даёт 8 NO3− и 8 H+; из них 6 NO3− идут на образование Cu(NO3)2 (3 молекулы Cu(NO3)2 требуют 6 NO3−), а 2 NO3− участвуют в восстановлении до NO.
Итог баланса: 3 Cu + 8 HNO3 → 3 Cu(NO3)2 + 2 NO + 4 H2O
- Проверка баланса (быстрый контроль)
- Мg/Cu: 3 слева, 3 Cu(NO3)2 справа → 3 Cu
- N: слева 8 N (из 8 HNO3); справа: 3·2 = 6 N в Cu(NO3)2 и 2 N в 2 NO → 8 N
- H: слева 8 H; справа 4 H2O → 8 H
- O: слева 8·3 = 24 O; справа Cu(NO3)2 имеет 6 O на штуку × 3 = 18, NO имеет 1 O × 2 = 2, H2O имеет 1 O × 4 = 4; всего 18+2+4 = 24
- Все элементы сбалансированы.
Ответ Балансированное уравнение равно: 3 Cu + 8 HNO3 → 3 Cu(NO3)2 + 2 NO + 4 H2O
Дополнительная заметка
- Если азотная кислота была концентрированной, продуктом часто является NO2 (диоксид азота), а не NO. В таком случае уравнение выглядит иначе, например: Cu + 4 HNO3 (конц) → Cu(NO3)2 + 2 NO2 + 2 H2O. Но в вашем случае с NO в продуктах уравнение именно такое: 3 Cu + 8 HNO3 → 3 Cu(NO3)2 + 2 NO + 4 H2O.
