Расставьте стехиометрические коэффициенты методом электронного баланса. Найдите наименьшее кратное для количества отданных и принятых электронов и определите стехиометрические коэффициенты.

Решение:

Запишем полуреакции окисления и восстановления:

1. Окисление серебра:
• Атом серебра (Ag) теряет один электрон (\( 1e^- \)) и превращается в ион серебра (\( Ag^+ \)).
• \( Ag^0 \) → \( Ag^+ + 1e^- \)
• Для баланса электронов, наименьшее кратное между 1 и 3 равно 3.
• Умножаем полуреакцию окисления на 3: \( 3Ag - 3e^- \) → \( 3Ag^+ \)
2. Восстановление азота в азотной кислоте:
• Атом азота (N) в степени окисления +5 в \( HNO_3 \) принимает три электрона (\( 3e^- \)) и восстанавливается до степени окисления +2 в оксиде азота (\( NO \)).
• \( N^{5+} + 3e^- \) → \( N^{2+} \)
• Умножаем полуреакцию восстановления на 1: \( N^{5+} + 3e^- \) → \( N^{2+} \)
3. Собираем стехиометрические коэффициенты:
• Коэффициент перед \( Ag \) в исходном уравнении будет 3.
• Коэффициент перед \( NO \) будет 1.
4. Теперь уравняем остальные элементы. Дано уравнение:
• \( 3Ag + HNO_3 \) → \( AgNO_3 + NO + H_2O \)
• Уравняем серебро:
• \( 3Ag + HNO_3 \) → \( 3AgNO_3 + NO + H_2O \)
• Уравняем азот. В правой части у нас \( 3 \) атома азота в \( AgNO_3 \) и \( 1 \) атом азота в \( NO \), всего \( 3 + 1 = 4 \) атома азота.
• \( 3Ag + 4HNO_3 \) → \( 3AgNO_3 + NO + H_2O \)
• Уравняем водород. В левой части \( 4 \) атома водорода. В правой части \( H_2O \) имеет \( 2 \) атома водорода, значит, коэффициент перед \( H_2O \) будет \( 4 / 2 = 2 \).
• \( 3Ag + 4HNO_3 \) → \( 3AgNO_3 + NO + 2H_2O \)
• Проверим кислород:
• Слева: \( 4 \times 3 = 12 \) атомов кислорода.
• Справа: \( 3 \times 3 \) (в \( AgNO_3 \)) \( + 1 \) (в \( NO \)) \( + 2 \times 1 \) (в \( H_2O \)) \( = 9 + 1 + 2 = 12 \) атомов кислорода.
• Баланс по кислороду соблюден.

Окончательное уравнение: 3Ag + 4HNO₃ → 3AgNO₃ + NO + 2H₂O