Для составления электронного баланса реакции между магнием и азотной кислотой , которая приводит к образованию нитрата магния 2), нитрата аммония , и воды , необходимо проанализировать изменения степеней окисления элементов в ходе реакции.
Запишем исходные вещества и продукты реакции:
Определим степени окисления элементов:
- Mg в исходном состоянии: 0
- Mg в Mg2: +2
- N в HNO3: +5
- N в NH4NO3: в NH4+ N имеет степень окисления -3, в NO3- N имеет степень окисления +5.
- O везде: -2
- H в HNO3 и NH4NO3: +1
Определим, какие элементы изменяют свои степени окисления:
- Mg: 0 → +2
- N: +5 в HNO3 → -3 в NH4NO3
Балансируем полуреакции окисления и восстановления:
- Окисление: Mg → Mg2+ + 2e-
- Восстановление: N+5 + 8e- + 8H+ → NH4+
Составляем общий электронный баланс:
- Восстановление: 1 атом N требует 8 электронов.
- Окисление: 1 атом Mg дает 2 электрона.
Для балансировки электронов необходимо, чтобы количество электронов, отданных в процессе окисления, было равно количеству электронов, принятых в процессе восстановления. Поэтому уравниваем количество электронов:
- 4Mg → 4Mg2+ + 8e-
- N+5 + 8e- + 8H+ → NH4+
Составляем суммарное уравнение реакции:
Проверка балансировки атомов:
- Mg: 4
- N: 4*2 2) + 2 = 8 + 2 = 10
- O: 4*6 2) + 3 + 3 = 24 + 3 + 3 = 30
- H: 10 + 4 = 14
Таким образом, суммарное уравнение реакции, сбалансированное по массе и заряду, выглядит так:
Электронный баланс подтверждает, что количество электронов, отданных в процессе окисления магния, равно количеству электронов, принятых в процессе восстановления азота.