составить уравнение в электронным балансом C + HNO3 = CO2 + NO2 + Н2О

Для составления уравнения реакции с электронным балансом между углеродом (C) и азотной кислотой (HNO₃), нужно выполнить несколько шагов. Рассмотрим подробно процесс:

1. Определение составных частей реакции:

   Реакция, по всей видимости, представляет собой восстановление азотной кислоты до диоксида азота (NO₂) и окисление углерода (C) до углекислого газа (CO₂), при этом образуется вода (H₂O).

   Исходные вещества:

   • C — углерод (в чистом виде).

   • HNO₃ — азотная кислота.

   Продукты реакции:

   • CO₂ — углекислый газ.

   • NO₂ — диоксид азота.

   • H₂O — вода.

2. Написание чернового уравнения:

   Поскольку углерод восстанавливается до CO₂, а азот в азотной кислоте восстанавливается до NO₂, а кислород и водород из HNO₃ взаимодействуют с углеродом и образуют воду, то черновое уравнение реакции может быть записано так:

   $$C + HNO₃ → CO₂ + NO₂ + H₂O$$

3. Балансировка атомов:

   Для начала проверим, сбалансированы ли элементы в уравнении:

   • Углерод (C) с одной стороны уравнения в виде атома углерода и с другой стороны — в составе CO₂.

   • Азот (N) с одной стороны уравнения — в составе HNO₃, а с другой стороны — в NO₂.

   • Водород (H) с одной стороны в HNO₃, а с другой стороны — в воде (H₂O).

   • Кислород (O) с обеих сторон уравнения.

   Чтобы сбалансировать все элементы, можно начать с того, что добавим коэффициенты.

4. Балансировка по углероду (C):

   Один атом углерода на левой стороне уравнения, значит, чтобы сбалансировать углерод, нам нужно поставить коэффициент 1 перед CO₂:

   $$C + HNO₃ → CO₂ + NO₂ + H₂O$$

   Пока углерод сбалансирован.

5. Балансировка по азоту (N):

   Азот в HNO₃ на левой стороне, а в NO₂ на правой. Поставим коэффициент 2 перед HNO₃ и перед NO₂, чтобы сбалансировать количество атомов азота:

   $$C + 2HNO₃ → CO₂ + 2NO₂ + H₂O$$

   Теперь азот сбалансирован.

6. Балансировка по водороду (H):

   Водород с левой стороны в 2 молекулах HNO₃ (каждая молекула содержит 1 атом водорода), а с правой — в воде (H₂O). Поставим коэффициент 1 перед H₂O, чтобы сбалансировать количество водорода:

   $$C + 2HNO₃ → CO₂ + 2NO₂ + H₂O$$

   Водород теперь сбалансирован.

7. Балансировка по кислороду (O):

   С левой стороны в 2 молекулах HNO₃ — 6 атомов кислорода. С правой стороны в CO₂ — 2 кислорода, в 2 NO₂ — 4 кислорода, и в H₂O — 1 кислород. Всего с правой стороны 7 кислородов. Поставим коэффициент 3 перед H₂O, чтобы сбалансировать кислород:

   $$C + 2HNO₃ → CO₂ + 2NO₂ + 3H₂O$$

   Теперь кислород тоже сбалансирован.

8. Итоговое уравнение:

   Таким образом, сбалансированное уравнение реакции будет выглядеть следующим образом:

   $$C + 2HNO₃ → CO₂ + 2NO₂ + 3H₂O$$

9. Проверка:

   • Углерод: 1 атом с обеих сторон.

   • Азот: 2 атома с обеих сторон.

   • Водород: 2 атома с левой стороны, 2 атома в 3 молекулах воды с правой.

   • Кислород: 6 атомов с левой стороны (2 от HNO₃), 6 атомов с правой (2 от CO₂, 4 от NO₂ и 1 от H₂O).

   Уравнение теперь полностью сбалансировано, и все элементы на обеих сторонах уравнения равны.