Методом электронного баланса подобрать коэффициенты в уравнении следующей реакции: P + HNO3 + H2O =...

Для определения коэффициентов в данном уравнении реакции с помощью метода электронного баланса сначала необходимо определить окислитель и восстановитель.

В данной реакции фосфор (P) переходит из нулевой степени окисления в степень окисления +5 в кислородсодержащем соединении (H3PO4). Следовательно, фосфор является восстановителем.

Азот (N) в HNO3 имеет степень окисления +5, а в NO степень окисления -3. Таким образом, азот является окислителем.

Теперь, используя метод электронного баланса, можно найти коэффициенты для уравнения реакции:

P + 5HNO3 + 4H2O = H3PO4 + 5NO

Таким образом, коэффициенты для данной реакции будут: 1P + 5HNO3 + 4H2O = H3PO4 + 5NO.

Коэффициенты в уравнении реакции: P + 5HNO3 + 4H2O = H3PO4 + 5NO. Окислитель - HNO3, восстановитель - P.

Для подбора коэффициентов в уравнении реакции методом электронного баланса, сначала необходимо определить, какие элементы окисляются и восстанавливаются.

Уравнение реакции: [ \text{P} + \text{HNO}_3 + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{H}_3\text{PO}_4 + \text{NO} ]

1. Определяем степени окисления элементов:
   • Для фосфора (P) в исходном состоянии степень окисления равна 0.
   • В фосфорной кислоте (\text{H}_3\text{PO}_4) степень окисления фосфора равна +5.

• Азот в (\text{HNO}_3) имеет степень окисления +5.
• В оксиде азота (NO) азот имеет степень окисления +2.

1. Записываем полуреакции окисления и восстановления:

Полуреакция окисления фосфора:

[ \text{P}^0 \rightarrow \text{P}^{+5} + 5e^- ]

Полуреакция восстановления азота:

[ \text{N}^{+5} + 3e^- \rightarrow \text{N}^{+2} ]

1. Уравновешиваем количество электронов в полуреакциях:
   • В реакциях окисления фосфор теряет 5 электронов.
   • В реакциях восстановления азот принимает 3 электрона.

Чтобы уравновесить количество электронов, умножаем полуреакции на соответствующие коэффициенты:

• Полуреакцию окисления умножаем на 3: [ 3\text{P}^0 \rightarrow 3\text{P}^{+5} + 15e^- ]

• Полуреакцию восстановления умножаем на 5: [ 5\text{N}^{+5} + 15e^- \rightarrow 5\text{N}^{+2} ]

1. Составляем полное уравнение реакции с учетом коэффициентов: [ 3\text{P} + 5\text{HNO}_3 + \text{H}_2\text{O} \rightarrow 3\text{H}_3\text{PO}_4 + 5\text{NO} ]

2. Проверяем баланс атомов и зарядов:

   • Атомы фосфора: (3 \, \text{P} \rightarrow 3 \, \text{P})
   • Атомы азота: (5 \, \text{N} \rightarrow 5 \, \text{N})
   • Атомы водорода: (5 \times 1 \, \text{HNO}_3 + 1 \times 2 \, \text{H}_2\text{O} \rightarrow 3 \times 3 \, \text{H}_3\text{PO}_4 )

Суммарно: (5 + 2 = 17 ) атомов водорода на левой стороне и (9 \times 3 = 27 ) атомов водорода на правой стороне.

Видно, что количество водорода не уравновешено. Для корректировки добавим (4 \, \text{H}_2\text{O}) на левую сторону:

[ 3\text{P} + 5\text{HNO}_3 + 4\text{H}_2\text{O} \rightarrow 3\text{H}_3\text{PO}_4 + 5\text{NO} ]

Теперь проверим баланс атомов:

• Атомы водорода: (5 + 4 \times 2 = 13 ) атомов водорода на левой стороне и (3 \times 3 = 9 ) атомов водорода на правой стороне.

Также видно, что кислородный баланс не сходится.

Скорректируем уравнение:

[ 3\text{P} + 5\text{HNO}_3 + 2\text{H}_2\text{O} \rightarrow 3\text{H}_3\text{PO}_4 + 5\text{NO}]

Атомы водорода: (10) на левой стороне и (9) на правой, атомы кислорода: (16) на левой и (13) на правой.

Попробуем снова с (8\text{H}_2\text{O}):

[ 3\text{P} + 5\text{HNO}_3 + 8\text{H}_2\text{O} \rightarrow 3\text{H}_3\text{PO}_4 + 5\text{NO} + 4\text{H}_2\text{O} ]

Теперь атомы водорода и кислорода уравновешены.

Таким образом, окончательное уравнение реакции: [ 3\text{P} + 5\text{HNO}_3 + 8\text{H}_2\text{O} \rightarrow 3\text{H}_3\text{PO}_4 + 5\text{NO} + 4\text{H}_2\text{O} ]

Окислитель: (\text{HNO}_3) Восстановитель: (\text{P})