Для уравнения окислительно-восстановительных реакций методом электронного баланса важно определить окислитель и восстановитель, затем уравнять количество электронов (e^-), потерянных и полученных в ходе реакции.
а) K2O + HCl → KCl + H2O
Эта реакция не является окислительно-восстановительной, так как нет обмена электронами между элементами. Происходит лишь обмен ионами. Поэтому данное уравнение не требует балансировки методом электронного баланса.
б) 2K + 2H2O → 2KOH + H2 ↑
В этой реакции калий (K) отдает электроны и является восстановителем:
\( K - 1e^- → K^+ \)
Водород (H) из молекулы воды получает электроны и является окислителем:
\( 2H_2O + 2e^- → H_2(g) + 2OH^- \)
Уже видно, что с каждым атомом калия связан один электрон в процессе окисления, и на каждые два атома калия у водорода происходит восстановление. Поэтому коэффициент 2 перед металлическим калием и молекулами воды сбалансирует уравнение.
в) H2 + Cl2 → 2HCl
Это классическое уравнение окислительно-восстановительной реакции, в котором водород и хлор вступают в реакцию, образуя хлорид водорода:
\( H_2 → 2H^+ + 2e^- \) \( Cl_2 + 2e^- → 2Cl^- \)
Коэффициенты уже подобраны таким образом, чтобы уравнять количество электронов, теряемых и получаемых.
г) H2S + 2HNO3 → H2SO4 + 2NO2 + 2H2O
В данном случае:
Сера в \( H_2S \) окисляется от степени окисления -2 до +6 в \( H_2SO_4 \), теряя на каждый атом серы 8 электронов.
\( S^{2-} → S^{6+} + 8e^- \)
Азот в \( HNO_3 \) восстанавливается от степени окисления +5 до +4 в \( NO_2 \), получая 1 электрон.
\( N^{5+} + 1e^- → N^{4+} \)
Чтобы баланс электронов был соблюден, нужно умножить уравнение восстановления на 8, а окисления – на 1, после чего уже подобрать стехиометрические коэффициенты перед веществами.
д) KOH + HNO3 → H2O + KNO3
Это уравнение не является окислительно-восстановительной реакцией, так как окислительно-восстановительные числа элементов не изменяются. Это уравнение является просто реакцией нейтрализации, и оно уже сбалансировано.
