HNO3 + Mg = Mg(NO3)2 + N2O + H2O Уравнять ОВР методом электронного баланса. Покажите, как расставляются коэффициенты для Mg - 2e = Mg2+ | x | N5+ + 4e = N+ | y |

Для уравнивания данной реакции методом электронного баланса нужно выполнить несколько шагов. Рассмотрим реакцию:

HNO₃ + Mg → Mg(NO₃)₂ + N₂O + H₂O

Шаг 1. Определим степени окисления:

• Mg (в левой части) – 0 (простое вещество)

• Mg в Mg(NO₃)₂ – +2

• N в HNO₃ – +5 (в составе иона NO₃⁻)

• N в N₂O – +1

Изменения степеней окисления:

• Mg: 0 → +2 — отдал 2 электрона

• N: +5 → +1 — принял 4 электрона

Шаг 2. Составим полуреакции:

Окисление (Mg):
Mg⁰ → Mg²⁺ + 2e⁻

Восстановление (N):
N⁵⁺ + 4e⁻ → N¹⁺

Шаг 3. Найдём наименьшее общее кратное для уравнивания числа электронов:

Наименьшее общее кратное для 2 и 4 — 4. Умножаем первую полуреакцию на 2, вторую — на 1:

Окисление:
2Mg⁰ → 2Mg²⁺ + 4e⁻

Восстановление:
N⁵⁺ + 4e⁻ → N¹⁺

Баланс по электронному обмену соблюдён: отдано 4e⁻, принято 4e⁻.

Шаг 4. Определим количество атомов N в продукте N₂O:

В молекуле N₂O два атома азота, оба в степени окисления +1. Это значит, что 2 атома N⁵⁺ восстанавливаются до N¹⁺, а каждый принимает по 4 электрона, итого 8e⁻. Но у нас в полуреакции один атом принимал 4e⁻. Чтобы получить 2 атома азота в N₂O, нужно 2 атома N⁵⁺, и, соответственно, 2×4 = 8 электронов.

Чтобы уравнять, надо отдать также 8 электронов. Mg отдает 2e⁻, значит, надо 4 атома Mg:

Окисление:
4Mg⁰ → 4Mg²⁺ + 8e⁻

Восстановление:
2N⁵⁺ + 8e⁻ → 2N¹⁺ (→ N₂O)

Шаг 5. Составим черновое уравнение реакции с учетом коэффициентов:

4Mg + xHNO₃ → 4Mg(NO₃)₂ + N₂O + H₂O

Поскольку в соли Mg(NO₃)₂ на 1 Mg приходится 2 NO₃⁻, то на 4Mg — 8 NO₃⁻, то есть 8 молекул HNO₃ идут на образование соли.

Но еще 2 молекулы HNO₃ участвуют в восстановлении N⁵⁺ до N¹⁺ (всего 2 атома N), то есть всего нужно 10 молекул HNO₃.

Теперь считаем продукты:

• 4Mg(NO₃)₂

• N₂O — 1 молекула (2 атома N)

• H₂O — определим позже

Посчитаем количество атомов водорода и кислорода, чтобы уравнять:

Слева:

• H: 10H

• O: в 10HNO₃ — 30O

Справа:

• 4Mg(NO₃)₂ → 8 NO₃⁻ = 24 O

• N₂O → 1 O

• H₂O → пусть x молекул воды, тогда xO и 2xH

Считаем кислород:
24 (из солей) + 1 (из N₂O) + x (из воды) = 30 → x = 5

Считаем водород:
2x = 10 → x = 5 (сходится)

Финальное уравнение:

4Mg + 10HNO₃ → 4Mg(NO₃)₂ + N₂O + 5H₂O

Итог по электронному балансу:

Окисление:
Mg⁰ → Mg²⁺ + 2e⁻ — 4 атома → 8e⁻ отдано

Восстановление:
N⁵⁺ + 4e⁻ → N¹⁺ — 2 атома → 8e⁻ принято

Баланс соблюден, коэффициенты расставлены верно.