Химическое уравнение:
\( KMnO_4 + Na_2SO_3 + H_2SO_4 \rightarrow MnSO_4 + K_2SO_4 + Na_2SO_4 + H_2O \)
Балансировка уравнения (метод электронного баланса):
- Определим степени окисления элементов:
- \( K^ {+1} M^ {+7} n O_4^ {-2} \)
- \( N a_2^ {+1} S^ {+4} O_3^ {-2} \)
- \( H_2^ {+1} S^ {+6} O_4^ {-2} \)
- \( M^ {+2} n S O_4^ {-2} \)
- \( K_2^ {+1} S O_4^ {-2} \)
- \( N a_2^ {+1} S O_4^ {-2} \)
- \( H_2^ {+1} O^ {-2} \)
- Выделим элементы, меняющие степени окисления: \( Mn \) и \( S \) в \( Na_2SO_3 \).
- Составим электронный баланс:
- \( Mn^{+7} + 5e^- \rightarrow Mn^{+2} \) (окислитель)
- \( S^{+4} - 2e^- \rightarrow S^{+6} \) (восстановитель)
- Уравняем число отданных и принятых электронов, домножив первое полуреакцию на 2, второе — на 5:
- \( 2 \times (Mn^{+7} + 5e^- \rightarrow Mn^{+2}) \rightarrow 2Mn^{+7} + 10e^- \rightarrow 2Mn^{+2} \)
- \( 5 \times (S^{+4} - 2e^- \rightarrow S^{+6}) \rightarrow 5S^{+4} - 10e^- \rightarrow 5S^{+6} \)
- Расставим коэффициенты в уравнении реакции:
- Перед \( KMnO_4 \) ставим 2, перед \( MnSO_4 \) — 2.
- Перед \( Na_2SO_3 \) ставим 5, перед \( Na_2SO_4 \) — 5.
- Перед \( H_2SO_4 \) ставим 7 (для уравнивания серы).
- Перед \( H_2O \) ставим 7 (для уравнивания водорода).
- Проверим уравненность:
- K: 2 = 2
- Mn: 2 = 2
- S: 5 (в Na2SO3) + 7 (в H2SO4) = 12; 2 (в MnSO4) + 2 (в K2SO4) + 5 (в Na2SO4) = 9. Не совпадает.
- Пересмотрим баланс серы:
- \( Mn^{+7} + 5e^- \rightarrow Mn^{+2} \)
- \( S^{+4} - 2e^- \rightarrow S^{+6} \)
- Общий коэффициент для Mn = 2, для S = 5.
- \( 2KMnO_4 + 5Na_2SO_3 + xH_2SO_4 \rightarrow 2MnSO_4 + K_2SO_4 + 5Na_2SO_4 + yH_2O \)
- Уравняем серу:
- Слева: 5 (из \( Na_2SO_3 \)) + \( x \) (из \( H_2SO_4 \))
- Справа: 2 (из \( MnSO_4 \)) + 1 (из \( K_2SO_4 \)) + 5 (из \( Na_2SO_4 \)) = 8
- \( 5 + x = 8 \) \(\Rightarrow\) \( x = 3 \)
- Уравняем водород:
- Слева: \( 2x \) (из \( H_2SO_4 \)) = \( 2 \times 3 = 6 \)
- Справа: \( 2y \) (из \( H_2O \))
- \( 6 = 2y \) \(\Rightarrow\) \( y = 3 \)
- Окончательное уравнение:
\( 2KMnO_4 + 5Na_2SO_3 + 3H_2SO_4 \rightarrow 2MnSO_4 + K_2SO_4 + 5Na_2SO_4 + 3H_2O \)
Ответ: 2KMnO₄ + 5Na₂SO₃ + 3H₂SO₄ → 2MnSO₄ + K₂SO₄ + 5Na₂SO₄ + 3H₂O