Хлор в лаборатории получают при взаимодействии соляной кислоты с оксидом марганца (IV) по уравнению. Расставьте коэффициенты методом электронного баланса. Укажите окислитель и восстановитель.

Для получения хлора в лабораторных условиях при взаимодействии соляной кислоты с оксидом марганца (IV) используется реакция:

$MnO_2 + 4HCl \rightarrow MnCl_2 + Cl_2 + 2H_2O$

Чтобы расставить коэффициенты методом электронного баланса, нужно разделить реакцию на полуреакции окисления и восстановления.

1. Полуреакция восстановления (окисление марганца):

Марганец в оксиде марганца (IV) имеет степень окисления +4 (MnO₂). В результате реакции он восстанавливается до +2 в соединении MnCl₂. Процесс восстановления выглядит так:

$Mn^{4+} + 2e^- \rightarrow Mn^{2+}$

Это означает, что марганец восстанавливается, принимая два электрона.

2. Полуреакция окисления (окисление хлора):

Хлор в соляной кислоте (HCl) имеет степень окисления -1. В ходе реакции хлор окисляется до молекулярного хлора (Cl₂), где его степень окисления становится 0. Это выглядит следующим образом:

$2Cl^- \rightarrow Cl_2 + 2e^-$

Здесь два хлора отдают два электрона, образуя молекулу хлора.

3. Сбалансировка реакции:

Чтобы уравнять количество электронов в обеих полуреакциях, нужно умножить полуреакцию восстановления на 1 и полуреакцию окисления на 1 (поскольку электроны уже одинаковы). После этого добавляем обе полуреакции и сбалансируем остальные элементы.

В итоге реакция будет выглядеть так:

$MnO_2 + 4HCl \rightarrow MnCl_2 + Cl_2 + 2H_2O$

Окислитель и восстановитель:

• Окислитель: Хлор (Cl⁻) в соляной кислоте, так как он теряет электроны и окисляется до Cl₂.

• Восстановитель: Оксид марганца (IV), так как марганец в нем восстанавливается с +4 до +2.

Таким образом, реакция сбалансирована, и окислитель и восстановитель четко определены.