Mg+Co2--MgO+C NH4NO2--N2+H2O C+HNO3--CO2+NO2+H2O Электронный баланс

Электронный баланс для каждой из этих реакций можно составить поэтапно, определяя изменения в степенях окисления элементов. Давайте разберемся с каждым уравнением отдельно.

1. Mg + CO2 → MgO + C

• Магний (Mg) в реакции начинает с окислительного состояния 0 и переходит в степень окисления +2 в магний оксиде (MgO).

• Углерод (C) в диоксиде углерода (CO2) имеет степень окисления +4 и после реакции остается углеродом с такой же степенью окисления 0.

Изменение степеней окисления:

• Магний: 0 → +2 (он окисляется, теряет 2 электрона).

• Углерод: +4 → 0 (он восстанавливается, принимает 4 электрона).

Электронный баланс:
Для того чтобы сбалансировать количество электронов, нужно учесть, что магний теряет 2 электрона, а углерод восстанавливается и принимает 4 электрона. Поэтому для того, чтобы сбалансировать реакции, нужно удвоить количество магния, чтобы электронный баланс был соблюден.

Уравнение реакции с учетом электронного баланса будет следующим:
$2Mg + CO_2 → 2MgO + C$

2. NH4NO2 → N2 + H2O

В этой реакции аммоний нитрит (NH4NO2) распадается на азот (N2) и воду (H2O).

• В NH4NO2 азот присутствует в двух разных степенях окисления:

  • В аммонийной группе (NH4+), азот имеет степень окисления -3.

  • В нитрите (NO2−), азот имеет степень окисления +3.

• Азот в молекуле N2 имеет степень окисления 0.

Изменения степеней окисления:

• Азот из -3 в NH4+ превращается в 0 в молекуле N2 (он восстанавливается, принимает 3 электрона).

• Азот из +3 в NO2− превращается в 0 в N2 (он восстанавливается, принимает 3 электрона).

Электронный баланс:
Для полного баланса реакции, учитывая, что каждый атом азота в NH4NO2 восстанавливается на 3 электрона, реакция будет сбалансирована по электронам без дополнительной корректировки.

Уравнение реакции с учетом электронного баланса:
$NH_4NO_2 → N_2 + 2H_2O$

3. C + HNO3 → CO2 + NO2 + H2O

В этой реакции углерод (C) реагирует с азотной кислотой (HNO3), образуя углекислый газ (CO2), диоксид азота (NO2) и воду (H2O).

• Углерод в C имеет степень окисления 0, а в CO2 он имеет степень окисления +4.

• Азот в HNO3 имеет степень окисления +5, а в NO2 его степень окисления снижается до +4.

• Вода (H2O) не изменяет степень окисления водорода, он остается +1.

Изменения степеней окисления:

• Углерод: 0 → +4 (он окисляется, теряет 4 электрона).

• Азот: +5 → +4 (он восстанавливается, принимает 1 электрон).

Электронный баланс:
Чтобы сбалансировать реакцию, нужно привести количество потерянных и принятых электронов к одинаковому значению. Для этого требуется ввести коэффициенты в уравнение реакции, где 4 электрона будут утеряны углеродом и 1 электрон будет принят азотом. Это предполагает умножение коэффициентов на соответствующие числа.

Уравнение реакции с учетом электронного баланса:
$C + 2HNO_3 → CO_2 + 2NO_2 + H_2O$