Контрольные задания > 6. Используя метод электронного баланса, определите коэффициенты в схеме реакции: C + HNO3 → CO2 + NO2 + H2O. Укажите окислитель и восстановитель.
Вопрос:
6. Используя метод электронного баланса, определите коэффициенты в схеме реакции: C + HNO3 → CO2 + NO2 + H2O. Укажите окислитель и восстановитель.
Ответ:
Для начала определим степени окисления элементов в данной реакции:
C⁰ + H¹N⁵O₃⁻² → C⁴O₂⁻² + N⁴O₂⁻² + H₂¹O⁻²
Теперь определим, какие элементы меняют свою степень окисления:
- Углерод (C) повышает степень окисления с 0 до +4 (восстановитель). C⁰ - 4e⁻ → C⁺⁴
- Азот (N) понижает степень окисления с +5 до +4 (окислитель). N⁺⁵ + 1e⁻ → N⁺⁴
Теперь уравняем количество отданных и принятых электронов, используя наименьшее общее кратное (НОК) для 4 и 1, которое равно 4:
- Умножаем процесс восстановления азота на 4: 4N⁺⁵ + 4e⁻ → 4N⁺⁴
Теперь у нас есть электронный баланс, и мы можем расставить коэффициенты:
1C + 4HNO₃ → 1CO₂ + 4NO₂ + H₂O
Теперь уравняем атомы водорода и кислорода. Справа 8 атомов O (2 из CO2, 8 из NO2). Слева 12 атомов O, 4 из HNO3. Следовательно нужно 2 атома кислорода, или 2 H2O. Поставим 2 перед H2O:
C + 4HNO₃ → CO₂ + 4NO₂ + 2H₂O
Проверяем количество водорода: 4 с лева и 4 с права. Все верно.
Окислителем в данной реакции является азот в азотной кислоте (HNO₃), а восстановителем - углерод (C).
Итоговый ответ:
C + 4HNO₃ → CO₂ + 4NO₂ + 2H₂O
Окислитель: HNO₃
Восстановитель: C