Na2S + H2SO4(конц.) → NaHSO4 + SO2 + S + H2O Расставить коэффициенты методом электронного баланса

Для того чтобы расставить коэффициенты в уравнении:

Na₂S + H₂SO₄(конц.) → NaHSO₄ + SO₂ + S + H₂O

нужно использовать метод электронного баланса. Это позволит сбалансировать изменения степеней окисления атомов серы, которые происходят в ходе реакции.

Шаг 1: Определяем степени окисления

В данной реакции нужно обратить внимание на атомы серы, так как они изменяют свою степень окисления.

• В Na₂S сера находится в степени окисления -2.
• В H₂SO₄ (концентрированной серной кислоте) сера имеет степень окисления +6.
• В продуктах сера находится:
  • В SO₂ (диоксид серы) сера имеет степень окисления +4.
  • В S (сера в свободном состоянии) сера имеет степень окисления 0.

Таким образом, у нас происходит два процесса:

• Окисление серы из -2 в 0 (образование элементарной серы).
• Восстановление серы из +6 в +4 (образование SO₂).

Шаг 2: Составляем полуреакции

1. Окисление:
   S⁻² → S⁰
   Здесь сера отдаёт 2 электрона: S⁻² - 2e⁻ → S⁰

2. Восстановление:
   S⁺⁶ → S⁺⁴
   Здесь сера принимает 2 электрона: S⁺⁶ + 2e⁻ → S⁺⁴

Шаг 3: Уравниваем количество электронов

Так как в обоих полуреакциях обменивается одинаковое количество электронов (2 электрона), их можно записать напрямую в электронно-балансовую схему.

Шаг 4: Расставляем коэффициенты для веществ

Теперь на основе электронного баланса расставим коэффициенты перед веществами:

• Из каждой молекулы Na₂S происходит окисление серы (S⁻² → S⁰) и восстановление серы из серной кислоты (S⁺⁶ → S⁺⁴).
• На каждую молекулу Na₂S одна сера превращается в элементарную серу (S), а другая восстанавливает серную кислоту (H₂SO₄) до SO₂.

Это даёт соотношение 1:1 между Na₂S и H₂SO₄, так как одна молекула Na₂S обеспечивает 2 электрона, которые равны числу электронов, необходимых для восстановления одной молекулы H₂SO₄.

Теперь расставим коэффициенты для других веществ, исходя из сохранения атомов и стехиометрии:

Na₂S + 2H₂SO₄ → NaHSO₄ + SO₂ + S + H₂O

Шаг 5: Проверка

Проверим количество атомов:

• Na: 2 → 2 (из Na₂S образуется NaHSO₄)
• S: 3 → 3 (1 сера в SO₂, 1 в элементарной сере, и 1 в NaHSO₄)
• O: 8 → 8 (6 в H₂SO₄ и 2 в SO₂ и H₂O)
• H: 2 → 2 (из H₂SO₄ в H₂O и NaHSO₄)

Все атомы и заряды сбалансированы, и уравнение записано корректно.

Ответ:

Na₂S + 2H₂SO₄ → NaHSO₄ + SO₂ + S + H₂O