Пожалуйста Составьте электронный баланс Zn+HNO3(разб) Zn+HNO3(конц)

Для составления электронного баланса реакций с участием цинка (Zn) и различных концентраций азотной кислоты (HNO₃), необходимо рассмотреть два случая — когда используется разбавленная (HNO₃(разб)) и концентрированная (HNO₃(конц)) кислота. Эти реакции отличаются друг от друга в зависимости от концентрации кислоты, а следовательно, и от того, какие продукты образуются в процессе.

1. Реакция с разбавленной азотной кислотой (HNO₃(разб)):

Когда цинк взаимодействует с разбавленной азотной кислотой, происходит образование нитрата цинка (Zn(NO₃)₂) и водорода (H₂). Электронный баланс выглядит следующим образом:

Уравнение реакции:

$\text{Zn (s)} + 2\text{HNO}_3 (\text{разб}) \rightarrow \text{Zn(NO}_3)_2 (\text{aq}) + \text{H}_2 (\text{g})$

На основе этого уравнения можно выделить две половинные реакции: окисление и восстановление.

Полуреакция окисления (для цинка):

Цинк теряет электроны, переходя из металлического состояния в ион Zn²⁺. Полуреакция окисления:

$\text{Zn (s)} \rightarrow \text{Zn}^{2+} (\text{aq}) + 2e^-$

Полуреакция восстановления (для ионов водорода):

Ионы водорода (H⁺) из разбавленной кислоты восстанавливаются до молекул водорода. Полуреакция восстановления:

$2\text{H}^+ (\text{aq}) + 2e^- \rightarrow \text{H}_2 (\text{g})$

Таким образом, весь процесс можно представить как:

$\text{Zn (s)} + 2\text{H}^+ (\text{aq}) \rightarrow \text{Zn}^{2+} (\text{aq}) + \text{H}_2 (\text{g})$

2. Реакция с концентрированной азотной кислотой (HNO₃(конц)):

Когда цинк взаимодействует с концентрированной азотной кислотой, образуются нитрат цинка (Zn(NO₃)₂), а также выделяется оксид азота (NO₂), который является одним из продуктов реакции. Электронный баланс будет немного сложнее.

Уравнение реакции:

$\text{Zn (s)} + 4\text{HNO}_3 (\text{конц}) \rightarrow \text{Zn(NO}_3)_2 (\text{aq}) + 2\text{H}_2\text{O} (\text{l}) + 2\text{NO}_2 (\text{g})$

Здесь также можно выделить две половинные реакции: окисление и восстановление.

Полуреакция окисления (для цинка):

Цинк окисляется аналогично первой реакции. Полуреакция окисления:

$\text{Zn (s)} \rightarrow \text{Zn}^{2+} (\text{aq}) + 2e^-$

Полуреакция восстановления (для азотной кислоты):

В этой реакции ионы нитрата (NO₃⁻) восстанавливаются до оксида азота (NO₂). Полуреакция восстановления для азота:

$2\text{NO}_3^- (\text{aq}) + 4\text{H}^+ (\text{aq}) + 2e^- \rightarrow 2\text{NO}_2 (\text{g}) + 2\text{H}_2\text{O} (\text{l})$

Таким образом, общий процесс восстановления выглядит так:

$\text{Zn (s)} + 4\text{HNO}_3 (\text{конц}) \rightarrow \text{Zn}^{2+} (\text{aq}) + 2\text{NO}_2 (\text{g}) + 2\text{H}_2\text{O} (\text{l})$

Сравнение:

1. Разбавленная азотная кислота (HNO₃(разб)) — результатом реакции является выделение водорода (H₂) и образование нитрата цинка (Zn(NO₃)₂).

2. Концентрированная азотная кислота (HNO₃(конц)) — в реакции образуется оксид азота (NO₂), вода и также нитрат цинка.

Эти два случая отличаются как по продуктам реакции, так и по степени восстановления азота в кислородных соединениях.