Подберите коэффициенты с помощью электронного баланса: KNO3+S+C=K2SO4+CO2+N2

Для подбора коэффициентов с помощью электронного баланса нужно рассмотреть, как восстанавливаются и окисляются элементы в данной реакции. Рассмотрим исходную реакцию:

$\text{KNO}_3 + \text{S} + \text{C} \rightarrow \text{K}_2\text{SO}_4 + \text{CO}_2 + \text{N}_2$

Шаг 1: Определение изменений степени окисления

• В $\text{KNO}_3$ азот (N) имеет степень окисления +5.

• В $\text{K}_2\text{SO}_4$ азот (N) в молекуле $N_2$ имеет степень окисления 0.

• В $\text{SO}_4^{2-}$ серо (S) имеет степень окисления +6.

• В $\text{S}$ сера (S) в элементарном состоянии имеет степень окисления 0.

• В углероде (C) в исходных веществах степень окисления равна 0.

• В углекислом газе ($\text{CO}_2$) углерод имеет степень окисления +4.

Шаг 2: Распределение изменений

• Азот восстанавливается с +5 до 0, т.е. на каждый атом азота происходит восстановление на 5 электронов.

• Сера окисляется с 0 до +6, что приводит к потере 6 электронов.

• Углерод окисляется с 0 до +4, т.е. каждый атом углерода теряет 4 электрона.

Шаг 3: Балансировка по количеству электронов

• Сера теряет 6 электронов, и каждый атом азота принимает 5 электронов. Чтобы сбалансировать количество электронов, нужно выбрать количество атомов серы и азота так, чтобы общее количество теряемых и принимаемых электронов было одинаковым. Это можно сделать, умножив количество атомов серы на 5, а количество атомов азота на 6. То есть:

  $$\text{S}: 6 \text{ атомов}, \quad \text{N}: 5 \text{ атомов}.$$

  Теперь, для углерода (C), так как каждый атом теряет 4 электрона, и на каждый атом углерода также должна быть соответствующая сумма электронов.

Шаг 4: Подбор коэффициентов

Мы подбираем коэффициенты так, чтобы вся реакция была сбалансирована по количеству атомов каждого элемента и по количеству электронов. Балансировка приводит к следующей реакции:

Ответ:

Коэффициенты для сбалансированной реакции:
$6 \text{KNO}_3 + 5 \text{S} + 3 \text{C} \rightarrow 3 \text{K}_2\text{SO}_4 + 3 \text{CO}_2 + 5 \text{N}_2.$