В реакции между магнием (Mg) и концентрированной серной кислотой (H₂SO₄) проходит окислительно-восстановительный процесс. Давайте разберем это более подробно, включая составление электронного баланса и определение окислителя и восстановителя.
Шаг 1: Запись исходной реакции.
Mg + H₂SO₄ (конц) → MgSO₄ + SO₂ + H₂O
Шаг 2: Определение степени окисления элементов в исходных веществах и продуктах.
В исходных веществах:
- Mg: степень окисления 0 (в чистом элементе).
- H₂SO₄: H имеет +1, O имеет -2, S (в серной кислоте) имеет +6.
В продуктах:
- MgSO₄: Mg имеет +2, SO₄²⁻ имеет S +6 (так как O -2).
- SO₂: S имеет +4 (так как O -2).
- H₂O: H +1, O -2.
Шаг 3: Определение изменений степеней окисления.
- Mg (0) → Mg²⁺ (+2): Магний теряет 2 электрона.
- S (+6) → S (+4): Сера в серной кислоте принимает 2 электрона.
Шаг 4: Составление полу-реакций окисления и восстановления.
Окисление (потеря электронов):
Mg → Mg²⁺ + 2e⁻
Восстановление (принятие электронов):
H₂SO₄ + 2e⁻ → SO₂ + 2H₂O
Шаг 5: Составление электронного баланса.
Для реакции в целом необходимо уравнять количество электронов, участвующих в окислении и восстановлении.
Mg → Mg²⁺ + 2e⁻ (умножаем на 1, так как 2 электрона уже скомпенсированы)
H₂SO₄ + 2e⁻ → SO₂ + 2H₂O (умножаем на 1, так как 2 электрона уже скомпенсированы)
Шаг 6: Запись полной уравненной реакции.
Mg + H₂SO₄ → MgSO₄ + SO₂ + 2H₂O
Шаг 7: Определение окислителя и восстановителя.
- Окислитель: вещество, которое принимает электроны. В данном случае, это серная кислота (H₂SO₄), потому что сера в её составе принимает электроны, превращаясь из +6 в +4 в составе SO₂.
- Восстановитель: вещество, которое отдает электроны. В данном случае, это магний (Mg), который теряет электроны, превращаясь из 0 в +2.
Таким образом, магний (Mg) является восстановителем, а серная кислота (H₂SO₄) — окислителем в данной реакции.