Электронный баланс NO2+O2+H2O=HNO3

Электронный баланс реакции, где исходными веществами являются NO2, O2 и H2O, а продуктом образуется HNO3, выглядит следующим образом.

Для составления электронного баланса нужно выполнить несколько шагов:

1. Написание полного уравнения реакции

Исходное уравнение реакции: $\text{NO}_2 + \text{O}_2 + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{HNO}_3$

2. Окислительно-восстановительные изменения

• NO2 (диоксид азота) окисляется, переходя в HNO3 (азотную кислоту), в которой азот находится в состоянии окисления +5.

• В реакции участвует O2 (молекулярный кислород), который поставляет кислород для образования HNO3.

3. Определение изменений окисления для элементов

• Азот в NO2 имеет степень окисления +4.

• Азот в HNO3 имеет степень окисления +5.

• Кислород в O2 имеет степень окисления 0, а в HNO3 — -2.

4. Балансировка уравнения

Для балансировки уравнения необходимо учитывать, сколько атомов каждого элемента участвует в реакции и какие изменения происходят в их окислительных состояниях.

Азот

• 1 атом азота в NO2 с окислением +4 превращается в 1 атом азота в HNO3 с окислением +5. Это означает, что атом азота окисляется, теряя 1 электрон.

Кислород

• В молекуле O2 кислород из 0 может быть превращен в -2, отдавая электроны, что также необходимо учесть при составлении электронного баланса.

Водород

• Вода (H2O) не изменяет степень окисления водорода, так как водород в воде всегда имеет степень окисления +1.

5. Электронный баланс

Теперь нужно учесть количество электронов, участвующих в процессе, и уравнять их на обеих сторонах реакции:

• Для окисления 1 молекулы NO2 до HNO3 необходимо отдать 1 электрон.

• Для восстановления молекул кислорода (O2) в процессе реакции требуется принять 2 электрона на каждую молекулу кислорода.

После того как мы учли все изменения окисления, составляем окончательное уравнение с учетом электронного баланса.

Финальное уравнение реакции:

$2 \, \text{NO}_2 + \, \text{O}_2 + 2 \, \text{H}_2\text{O} \rightarrow 2 \, \text{HNO}_3$

Это уравнение уравновешивает количество атомов каждого элемента и корректно отражает электронный баланс.