Подобрать коэффициенты методом электронного баланса, указать окислитель, восстановитель. SO2 + HNO3 = H2SO4 + NO2

Чтобы уравнять реакцию SO₂ + HNO₃ → H₂SO₄ + NO₂ методом электронного баланса, сначала определим, какие вещества являются окислителем и восстановителем, а затем уравняем уравнение реакции.

1. Определяем степени окисления элементов:

• В SO₂:
  • Серо (S) имеет степень окисления +4 (кислород всегда -2).
• В HNO₃:
  • Азот (N) имеет степень окисления +5.
• В H₂SO₄:
  • Серо (S) переходит в степень окисления +6.
• В NO₂:
  • Азот (N) переходит в степень окисления +4.

2. Определяем окислитель и восстановитель:

• Сера в SO₂ окисляется с +4 до +6, отдавая электроны.
  • SO₂ — восстановитель.
• Азот в HNO₃ восстанавливается с +5 до +4, принимая электроны.
  • HNO₃ — окислитель.

3. Записываем полуреакции:

1. Окисление S (+4 → +6):

   $$\text{SO₂ → SO₄²⁻}$$

   Для уравнивания добавляем воду (H₂O) и протоны (H⁺), если необходимо:

   $$\text{SO₂ + 2H₂O → SO₄²⁻ + 4H⁺ + 2e⁻}$$

2. Восстановление N (+5 → +4):

   $$\text{NO₃⁻ → NO₂}$$

   Для уравнивания добавляем протоны (H⁺) и воду (H₂O), если нужно:

   $$\text{NO₃⁻ + 2H⁺ + e⁻ → NO₂ + H₂O}$$

4. Уравниваем число электронов:

• В первой полуреакции отдается 2 электрона, а во второй принимается 1 электрон.
• Чтобы числа электронов совпадали, умножаем вторую полуреакцию на 2.

5. Складываем полуреакции:

1. Умноженная вторая полуреакция:

   $$2(\text{NO₃⁻ + 2H⁺ + e⁻ → NO₂ + H₂O})$$

   Преобразуем:

   $$\text{2NO₃⁻ + 4H⁺ + 2e⁻ → 2NO₂ + 2H₂O}$$

2. Складываем с первой полуреакцией:

   $$\text{SO₂ + 2H₂O → SO₄²⁻ + 4H⁺ + 2e⁻}$$

   Результат:

   $$\text{SO₂ + 2H₂O + 2NO₃⁻ + 4H⁺ → SO₄²⁻ + 4H⁺ + 2NO₂ + 2H₂O}$$

6. Сокращаем одинаковые вещества:

• Сокращаем $4H⁺$ и $2H₂O$ с обеих сторон: $$\text{SO₂ + 2NO₃⁻ + 2H₂O → SO₄²⁻ + 2NO₂}$$

7. Проверяем баланс:

• Атомы серы (S): 1 слева, 1 справа.
• Атомы азота (N): 2 слева, 2 справа.
• Атомы кислорода (O): 8 слева, 8 справа.
• Заряд: Слева $0 + 2(-1) = -2$, справа $(-2) + 0 = -2$.

Баланс соблюден.

Итоговое уравнение:

• Окислитель: $\text{HNO₃}$ (азот восстанавливается с +5 до +4).
• Восстановитель: $\text{SO₂}$ (сера окисляется с +4 до +6).