Ca + HNO3 = Ca(NO3)2 + H2O. Уравняйте методом электронного баланса, укажите окислитель и восстановитель, процессы окисления и восстановления.

Для того чтобы уравнять реакцию методом электронного баланса, давайте рассмотрим происходящие в реакции изменения. Реакция между кальцием (Ca) и азотной кислотой (HNO₃) образует кальциевую соль (Ca(NO₃)₂) и воду (H₂O).

Шаг 1. Напишем полу-реакции для окисления и восстановления.

1. Окисление (Ca): Кальций (Ca) в исходной форме имеет окислительный потенциал 0, а в Ca²⁺ — окислительное состояние +2. Таким образом, кальций теряет два электрона:

   $$\text{Ca} \rightarrow \text{Ca}^{2+} + 2e^-$$

   Это процесс окисления, так как кальций теряет электроны.

2. Восстановление (HNO₃): В азотной кислоте азот в молекуле HNO₃ находится в окислительном состоянии +5 (в виде NO₃⁻). Азот в продукте реакции — в составе кальциевой соли (Ca(NO₃)₂) — остаётся в том же окислительном состоянии, так что в данной реакции не происходит восстановления азота. Однако если рассматривать возможные побочные реакции, то для воды можно указать, что кислород восстанавливается:

   $$\text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{H}_2\text{O} + 2e^-$$

   Здесь гидроксид-ион (OH⁻) может восстанавливать водород, образуя воду.

Шаг 2. Балансируем электроны.

Чтобы сбалансировать уравнение, нам нужно уравнять количество потерянных и приобретённых электронов. Количество электронов в полу-реакции окисления (Ca) — 2, что также совпадает с количеством электронов, необходимым для восстановления водорода в H₂O.

Шаг 3. Собираем полное уравнение.

Полная реакция может быть записана как:

Это уравнение сбалансировано, и теперь можем сказать, что:

• Окислитель — это ион NO₃⁻ (в азотной кислоте), так как он забирает электроны.

• Восстановитель — это кальций (Ca), так как он теряет электроны.

Процесс окисления и восстановления:

• Окисление — это процесс потери электронов, который происходит с кальцием.

• Восстановление — это процесс приобретения электронов, происходящий с водородом в молекуле воды.