а) NH3 + O2 ⟶ NO + H2O;
4NH3 + 5O2 ⟶ 4NO + 6H2O
Схема окислительно-восстановительной реакции.
N-3H3 + O20 ⟶ N+2O-2 + H2O-2
N-3 -5ē ⟶ N+2 |5|20|4 ― процесс окисления
O20 +4ē ⟶ 2O-2 |4| |5 ― процесс восстановления
Проводим вертикальную черту и пишем за ней число электронов, которые отдали и присоединили атомы азота и кислорода. Находим наименьшее общее кратное для чисел 5 и 4. Это число 20, которое записываем за второй вертикальной чертой посередине, и поделив его поочередно на 5 и 4, записываем результат за третьей чертой в строках, касающихся элементов азота и кислорода. Множители 4 и 5 являются искомыми коэффициентами. Поскольку элемент азот изменил степень окисления полностью (в правой части схемы этот элемент ни в одном веществе не проявляет такую же степень окисления, как в исходном веществе) и одинаковыми являются индексы этого элемента в формуле исходного вещества и продукта реакции, поэтому ставим коэффициент 4 перед формулой двух соединений азота (NH3, NO). Поскольку элемент кислород изменил степень окисления не полностью, поэтому ставим коэффициент 5 только перед формулой кислорода:
4NH3 + 5O2 ⟶ 4NO + H2O
Подбираем коэффициенты для остальных соединений. Получим уравнение:
4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O
В приведённой реакции аммиак — восстановитель (за счёт атомов азота в степени окисления -3), а кислород — окислитель.
б) Al + I2 ⟶ AlI3;
2Al + 3I2 = 2AlI3
Схема окислительно-восстановительной реакции.
Al0 + I20 ⟶ Al+3I3-1
Al0 -3ē ⟶ Al+3 |3|6|2 ― процесс окисления
I20 +2ē ⟶ 2I-1 |2| |3 ― процесс восстановления
Проводим вертикальную черту и пишем за ней число электронов, которые отдали и присоединили атомы алюминия и йода. Находим наименьшее общее кратное для чисел 3 и 2. Это число 6, которое записываем за второй вертикальной чертой посередине, и поделив его поочередно на 3 и 2, записываем результат за третьей чертой в строках, касающихся элементов алюминия и йода. Множители 2 и 3 являются искомыми коэффициентами. Поскольку элементы изменили степень окисления полностью (в правой части схемы эти элементы ни в одном веществе не проявляют такую же степень окисления, как в исходном веществе) и одинаковыми являются индексы элемента алюминия в формуле исходного вещества и продукта реакции, поэтому ставим коэффициент 2 перед формулой двух соединений алюминия (Al, AlI3), а поскольку различным является индекс элемента йода ― ставим коэффициент 3, поскольку относится к двум атомам йода, перед формулой йода:
2Al + 3I2 = 2AlI3
В приведённой реакции алюминий — восстановитель, а йод— окислитель.
в) HNO3 + P + H2O ⟶ H3PO4 + NO;
5HNO3 + 3P + 2H2O = 3H3PO4 + 5NO
Схема окислительно-восстановительной реакции.
HN+5O3 + P0 + H2O ⟶ H3P+5O4 + N+2O
P0 -5ē ⟶ P+5 |5|15|3 ― процесс окисления
N+5 +3ē ⟶ N+2 |3| |5 ― процесс восстановления
Проводим вертикальную черту и пишем за ней число электронов, которые отдали и присоединили атомы фосфора и азота. Находим наименьшее общее кратное для чисел 5 и 3. Это число 15, которое записываем за второй вертикальной чертой посередине, и поделив его поочередно на 5 и 3, записываем результат за третьей чертой в строках, касающихся элементов фосфора и азота. Множители 5 и 3 являются искомыми коэффициентами. Поскольку элементы изменили степень окисления полностью (в правой части схемы эти элементы ни в одном веществе не проявляют такую же степень окисления, как в исходном веществе) и одинаковыми являются индексы этих элементов в формуле исходного вещества и продукта реакции, поэтому коэффициент 2 ставим перед формулой двух соединений фосфора (P, H3PO4), а коэффициент 3 ― перед формулой двух соединений азота (HNO3, NO):
5HNO3 + 3P + H2O = 3H3PO4 + 5NO
Подбираем коэффициенты для остальных соединений. Получим уравнение:
5HNO3 + 3P + 2H2O = 3H3PO4 + 5NO
В приведённой реакции фосфор — восстановитель, а азотная кислота (за счёт атомов азота в степени окисления +5)— окислитель.
г) HCl + KMnO4 ⟶ Cl2 + KCl + MnCl2 + H2O.
16HCl + 2KMnO4 = 5Cl2 + 2KCl + 2MnCl2 + 8H2O
Схема окислительно-восстановительной реакции.
HCl-1 + KMn+7O4 ⟶ Cl20 + KCl-1 + Mn+2Cl2-1 + H2O
2Cl-1 -2ē ⟶ Cl20 |2|10|5 ― процесс окисления
Mn+7 + 5ē ⟶ Mn+2 |5| |2 ― процесс восстановления
Проводим вертикальную черту и пишем за ней число электронов, которые отдали и присоединили атомы хлора и марганца. Находим наименьшее общее кратное для чисел 2 и 5. Это число 10, которое записываем за второй вертикальной чертой посередине, и поделив его поочередно на 2 и 5, записываем результат за третьей чертой в строках, касающихся элементов хлора и марганца. Множители 5 и 2 являются искомыми коэффициентами. Поскольку элемент марганец изменил степень окисления полностью (в правой части схемы этот элемент ни в одном веществе не проявляет такую же степень окисления, как в исходном веществе) и одинаковыми являются индексы этого элемента в формуле исходного вещества и продукта реакции, поэтому коэффициент 2 ставим перед формулой двух соединений марганца (KMnO4, MnCl2). Поскольку элемент хлор изменил степень окисления не полностью, поэтому ставим коэффициент 5 только перед формулой хлора:
HCl + 2KMnO4 ⟶ 5Cl2 + KCl + 2MnCl2 + H2O
Подбираем коэффициенты для остальных соединений. Получим уравнение:
16HCl + 2KMnO4 = 5Cl2 + 2KCl + 2MnCl2 + 8H2O
В приведённой реакции хлороводородная кислота — восстановитель (за счёт атомов хлора в степени окисления -1), а перманганат калия (за счёт атомов марганца в степени окисления +7) — окислитель.