Al + HNO3 → Al(NO3)3 + NO2 + H2O Составить электронный баланс и расставить коэффициенты.

Для того чтобы составить электронный баланс и расставить коэффициенты в реакции:

Al + HNO3 → Al(NO3)3 + NO2 + H2O,

необходимо выполнить несколько шагов:

1. Написание уравнения реакции:

Аллюминий (Al) взаимодействует с азотной кислотой (HNO3), в результате чего образуются нитрат алюминия (Al(NO3)3), диоксид азота (NO2) и вода (H2O).

Полное уравнение реакции выглядит так:

2. Определение изменений в окислительных состояниях:

• Аллюминий (Al) в реактиве имеет степень окисления 0. В соединении Al(NO3)3 он будет иметь степень окисления +3.

• Азот в HNO3 имеет степень окисления +5. В продукте реакции, диоксиде азота (NO2), азот будет иметь степень окисления +4.

• Вода (H2O) не изменяет степени окисления водорода и кислорода, так что её не нужно учитывать в плане изменений.

3. Электронный баланс:

• Аллюминий теряет 3 электрона при переходе из степени окисления 0 в степень окисления +3.

  $$\text{Al} \rightarrow \text{Al}^{3+} + 3e^-$$

• Азот в HNO3 восстанавливается, снижая свою степень окисления с +5 до +4. Для этого азот принимает 1 электрон:

  $$\text{NO}_3^- + e^- \rightarrow \text{NO}_2$$

4. Составление уравнений для восстановления и окисления:

Теперь у нас есть два процесса:

• Окисление:

  $$\text{Al} \rightarrow \text{Al}^{3+} + 3e^-$$

• Восстановление:

  $$\text{NO}_3^- + e^- \rightarrow \text{NO}_2$$

Чтобы сбалансировать количество электронов, необходимо умножить уравнение окисления на 1, а уравнение восстановления на 3, чтобы количество электронов совпало.

Окисление:

Восстановление:

Теперь, складывая два уравнения, получаем:

5. Балансирование остальных элементов:

Добавим остальные ионы и молекулы, чтобы уравнение было сбалансировано по всем элементам.

Аллюминий в Al(NO3)3 имеет степень окисления +3, и для сбалансированности необходимо 1 атом алюминия на правой стороне.

Нитраты (NO3) должны быть сбалансированы. В Al(NO3)3 находятся 3 нитратные группы (NO3), значит, на левой стороне должно быть 3 молекулы HNO3. Восстановление азота из 3 NO3- дает 3 молекулы NO2.

Для баланса водорода добавим воду (H2O), так как она является продуктом реакции, и сбалансируем количество атомов водорода и кислорода.

6. Итоговое сбалансированное уравнение:

Таким образом, реакция сбалансирована по атомам и по зарядам, и это уравнение является правильным.