а) NH3 + O2 → N2 + Н2O;
4NH3 + 3O2 = 2N2 + 6Н2O
Схема окислительно-восстановительной реакции.
N-3H3 + O20 → N20 + H2O-2
2N-3 -6e → N20 |6|12 |2 ― процесс окисления
O20 +4e → 2O-2 |4| |3 ― 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 6 и 4. Это число 12, которое записываем за второй вертикальной чертой посередине, и поделив его поочередно на 6 и 4, записываем результат за третьей чертой в строках, касающихся элементов азота и кислорода. 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 различными являются индексы этих элементов в формулах исходного вещества и продукта реакции, поэтому ставим коэффициент 2, относится к двум атомам азота, перед формулой азота, а коэффициент 3, относится к двум атомам кислорода, ― перед формулой кислорода. Подбираем коэффициенты для остальных соединений.
В приведённой реакции аммиак (за счёт атомов азота в степени окисления -3) — восстановитель, а кислород — окислитель.
б) NaOH + Br2 → NaBr + NaBrO3 + Н2O;
6NaOH + 3Br2 = 5NaBr + NaBrO3 + 3Н2O
Схема окислительно-восстановительной реакции (тип ОВР: диспропорционирование (самоокисление-самовосстановление) — реакции, в ходе которых и окисляются, и восстанавливаются атомы одного химического элемента).
NaOH + Br20 → NaBr-1 + NaBr+5O3 + H2O
Br0 -5e → Br+5 |5|5|х1 ― процесс окисления
Br0 +1e → Br-1 |1| |х5 ― процесс восстановления
Проводим вертикальную черту и пишем за ней число электронов, которые отдали и присоединили атомы брома. Находим наименьшее общее кратное для чисел 5 и 1. Это число 5, которое записываем за второй вертикальной чертой посередине, и поделив его поочередно на 5 и 1, записываем результат за третьей чертой в строках, касающихся элементов брома. Числа в последнем столбце ― 1 и 5― это дополнительные множители в схемах соответствующих процессов:
Br0 -5ē ⟶ Br+5
5Br0 +5ē ⟶ 5Br-1
Добавим эти уравнения, получим суммарную схему:
6Br0⟶ Br+5 + 5Br-1
Эти коэффициенты переносим в уравнение реакции (обратите внимание: два атома Br0 есть в составе Br2, поэтому около Br2 ставим коэффициент 3):
NaOH + 3Br2 → 5NaBr + NaBrO3 + H2O
Проверяем, уравнялось ли число атомов элементов, которых не было в схемах окисления и восстановления. Число атомов натрия разное, уравниваем его, поэтому ставим коэффициент 6 перед формулой NaOH:
6NaOH + 3Br2 → 5NaBr + NaBrO3 + H2O
Число атомов водорода разное, уравниваем его, поэтому ставим коэффициент 3 перед формулой Н2О:
6NaOH + 3Br2 → 5NaBr + NaBrO3 + 3H2O
Число атомов кислорода одинаковое: по 6 атомов.
В приведённой реакции бром — восстановитель и окислитель.
в) Na2SO3 + Cl2 + Н2O → Na2SO4 + HCl.
Na2SO3 + Cl2 + Н2O = Na2SO4 + 2HCl
Схема окислительно-восстановительной реакции.
Na2S+4O3 + Cl20 + Н2O → Na2S+6O4 + HCl-1
S+4 -2e → S+6 |2|4|1 ― процесс окисления
Cl20 + 2e → 2Cl-1 |2| |1 ― процесс восстановления
Проводим вертикальную черту и выписываем за ней число электронов, которые отдали и присоединили атомы серы и хлора. Находим наименьшее общее кратное для чисел 2 и 2. Это число 2, которое записываем за второй вертикальной чертой посередине, и поделив его поочередно на 2 и 2, записываем результат за третьей чертой в строках, касающихся элементов серы и хлора. Множители 1 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 серы в формуле исходного вещества и продукта реакции, поэтому ставим коэффициент 1, который обычно не пишем, перед формулой двух соединений серы (Na2SO3, Na2SO4), а поскольку различным является индекс элемента хлора ― ставим коэффициент 1 (который обычно не пишем), поскольку относится к двум атомам хлора, перед формулой хлора. Подбираем коэффициенты для остальных соединений.
В приведённой реакции сульфит натрия (за счёт атомов серы в степени окисления +4) — восстановитель, а хлор — окислитель.