Используя метод электронного баланса подберите коэффициенты в схеме окислительной восстановительной...

Коэффициенты: KMnO4 + 3MnSO4 + 4H2O = MnO2 + K2SO4 + 2H2SO4. Окислитель - KMnO4, восстановитель - MnSO4.

Для подбора коэффициентов в окислительно-восстановительной реакции методом электронного баланса, сначала нужно определить, какие элементы меняют степень окисления. Рассмотрим схему реакции:

[ \text{KMnO}_4 + \text{MnSO}_4 + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{MnO}_2 + \text{K}_2\text{SO}_4 + \text{H}_2\text{SO}_4 ]

1. Определение степеней окисления:

   • В перманганате калия ((\text{KMnO}_4)), марганец ((\text{Mn})) находится в степени окисления +7.
   • В сульфате марганца ((\text{MnSO}_4)), марганец находится в степени окисления +2.
   • В двуокиси марганца ((\text{MnO}_2)), марганец находится в степени окисления +4.

2. Определение окислителя и восстановителя:

   • (\text{KMnO}_4) (марганец +7) является окислителем, так как марганец принимает электроны и понижается до +4 в (\text{MnO}_2).
   • (\text{MnSO}_4) (марганец +2) является восстановителем, так как марганец отдает электроны и повышается до +4 в (\text{MnO}_2).

3. Составление полуреакций:

   • Окисление: (\text{Mn}^{2+} \rightarrow \text{Mn}^{4+} + 2e^-)
   • Восстановление: (\text{Mn}^{7+} + 3e^- \rightarrow \text{Mn}^{4+})

4. Баланс электронов:

   • Для уравнивания числа отданных и принятых электронов, умножим первую полуреакцию на 3, а вторую на 2:
     • (3(\text{Mn}^{2+} \rightarrow \text{Mn}^{4+} + 2e^-))
     • (2(\text{Mn}^{7+} + 3e^- \rightarrow \text{Mn}^{4+}))

5. Суммируем полуреакции:

   • (3\text{Mn}^{2+} + 2\text{Mn}^{7+} \rightarrow 5\text{Mn}^{4+})

6. Подбор коэффициентов в уравнении:

   • Исходное уравнение: (\text{KMnO}_4 + \text{MnSO}_4 + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{MnO}_2 + \text{K}_2\text{SO}_4 + \text{H}_2\text{SO}_4)
   • Из уравненной реакции видно, что для 2 молей (\text{KMnO}_4) и 3 молей (\text{MnSO}_4) образуется 5 молей (\text{MnO}_2).

7. Добавляем другие вещества и балансируем:

   • (2\text{KMnO}_4 + 3\text{MnSO}_4 + \text{H}_2\text{O} \rightarrow 5\text{MnO}_2 + \text{K}_2\text{SO}_4 + 2\text{H}_2\text{SO}_4)

Таким образом, уравнение реакции с подобранными коэффициентами будет следующим:

[ 2\text{KMnO}_4 + 3\text{MnSO}_4 + 2\text{H}_2\text{O} \rightarrow 5\text{MnO}_2 + \text{K}_2\text{SO}_4 + 2\text{H}_2\text{SO}_4 ]

В этом процессе (\text{KMnO}_4) является окислителем, а (\text{MnSO}_4) — восстановителем.

Для начала определим, какие вещества в данной реакции являются окислителями, а какие восстановителями. Окислителем является вещество, которое само вступает в реакцию с другим веществом, получая электроны, тогда как восстановителем является вещество, отдающее электроны в процессе реакции.

В данной реакции KMnO4 является окислителем, так как марганец в нем имеет максимальную степень окисления (+7), а MnSO4 является восстановителем, так как марганец в нем имеет степень окисления +2.

Теперь подберем коэффициенты в схеме реакции, чтобы соблюсти закон сохранения массы и заряда. Уравнение реакции с учетом коэффициентов выглядит следующим образом:

2KMnO4 + 3MnSO4 + 4H2O = 5MnO2 + K2SO4 + 4H2SO4

Таким образом, окислитель - KMnO4, восстановитель - MnSO4.