Составить схему электронного баланса $ОВР$ Na2S2O3 + H2SO4 = Na2SO4 + SO2 + S + H20

Электронный баланс $ОВР$ представляет собой метод решения химических уравнений, который использует принцип сохранения электронов. В данном случае, рассмотрим реакцию окисления тиосульфата натрия $Na2S2O3$ к тиосульфату натрия $Na2SO4$ с образованием серы $S$, диоксида серы $SO2$ и воды $H2O$ в результате воздействия серной кислоты $H2SO4$.

1. Начнем с разложения исходного вещества на ионы: Na2S2O3 -> 2Na+ + S2O3^2-

2. Запишем ионы вещества, участвующего в окислении: S2O3^2- -> S + 3O2-

3. Составим уравнение для окисления серы: S -> S^6+ + 6e-

4. Составим уравнение для редукции серной кислоты: H2SO4 + 2e- -> SO2 + 2H+ + 2O2-

5. Теперь составим уравнения для образования продуктов: Na2SO4 -> 2Na+ + SO4^2- SO4^2- -> S + 4O2-

6. Сбалансируем общее уравнение: Na2S2O3 + 2H2SO4 -> 2Na2SO4 + 3SO2 + S + 2H2O

Таким образом, данная реакция может быть представлена с использованием электронного баланса с учетом потери и приобретения электронов в процессе окисления и восстановления веществами.

Для составления схемы электронного баланса в реакции окислительно-восстановительного процесса $ОВР$ необходимо определить, какие элементы изменяют свои степени окисления в ходе реакции. Рассмотрим данную реакцию:

${\text{Na}}_2{\text{S}}_2{\text{O}}_3+{\text{H}}_2{\text{SO}}_4\to {\text{Na}}_2{\text{SO}}_4+{\text{SO}}_2+\text{S}+{\text{H}}_2\text{O}$

1. Определение степеней окисления:

   • В ${\text{Na}}_2{\text{S}}_2{\text{O}}_3$:

     • Натрий $(\text{Na}$) всегда имеет степень окисления $+1$.
     • Кислород $(\text{O}$) обычно имеет степень окисления $-2$.
     • Общая степень окисления двух атомов серы в ${\text{S}}_2$ составляет $+2$, то есть средняя степень окисления одного атома серы в ${\text{Na}}_2{\text{S}}_2{\text{O}}_3$ будет $+2$.

   • В ${\text{H}}_2{\text{SO}}_4$:

     • Водород $(\text{H}$) имеет степень окисления $+1$.
     • Кислород $(\text{O}$) имеет степень окисления $-2$.
     • Серу $(\text{S}$) можно рассчитать: $2\times +1+\text{S}+4\times (-2$ = 0), отсюда $\text{S}=+6$.

   • В ${\text{Na}}_2{\text{SO}}_4$:

     • Сера $(\text{S}$) имеет степень окисления $+6$.

   • В ${\text{SO}}_2$:

     • Сера $(\text{S}$) имеет степень окисления $+4$.

   • В элементарной сере $(\text{S}$):

     • Сера $(\text{S}$) имеет степень окисления $0$.

2. Изменение степеней окисления:

   • Сера из ${\text{Na}}_2{\text{S}}_2{\text{O}}_3$ изменяет степень окисления с $+2$ до $0$ в элементарной сере и с $+2$ до $+4$ в ${\text{SO}}_2$.

3. Схема электронного баланса:

   • Полуреакция восстановления $снижениестепениокисления$: ${\text{S}}^{+2}\to {\text{S}}^0$ Это соответствует увеличению числа электронов: ${\text{S}}^{+2}+2e^{-}\to {\text{S}}^0$

   • Полуреакция окисления $увеличениестепениокисления$: ${\text{S}}^{+2}\to {\text{S}}^{+4}$ Это соответствует уменьшению числа электронов: ${\text{S}}^{+2}\to {\text{S}}^{+4}+2e^{-}$

4. Составление полной схемы:

   Для каждой молекулы ${\text{Na}}_2{\text{S}}_2{\text{O}}_3$ одна сера окисляется до $+4$, а другая восстанавливается до $0$. Электроны в обоих процессах уравновешены, и сумма электронов для каждой серы равна $4e^{-}$.

Электронный баланс учитывает, что на одно образование ${\text{SO}}_2$ потребуется один процесс окисления, а на одно образование элементарной серы — один процесс восстановления. Баланс электронов внутри молекулы ${\text{Na}}_2{\text{S}}_2{\text{O}}_3$ уравновешивается, таким образом, требуя только стехиометрического баланса для других компонентов реакции, таких как вода и натрий.

Таким образом, правильно сбалансированная реакция выглядит следующим образом:

${\text{Na}}_2{\text{S}}_2{\text{O}}_3+{\text{H}}_2{\text{SO}}_4\to {\text{Na}}_2{\text{SO}}_4+{\text{SO}}_2+\text{S}+{\text{H}}_2\text{O}$

Это подтверждает, что реакция сбалансирована как по массе, так и по заряду.