Question

1 Вкажіть ступені окиснення елементів та підберіть коефіцієнти у ОВР методом електронного балансу (дві полу-реакції). Визначте окисник та відновник наданої реакції. MnO2 + NH3 ® Mn2O3 + N2 + H2O

Answer 1

Спочатку визначимо ступені окиснення для елементів в реакції:

Mn в MnO2 має ступінь окиснення +4, а в Mn2O3 - +3.
N в NH3 має ступінь окиснення -3, а в N2 - 0.
О в MnO2 і Mn2O3 має ступінь окиснення -2.
H в NH3 і H2O має ступінь окиснення +1.

Тепер напишемо дві полуреакції окиснення-відновлення:

1. MnO2 -> Mn2O3
Mn змінює свій ступінь окиснення з +4 до +3, тому ця полуреакція є відновленням.

2. NH3 -> N2
N змінює свій ступінь окиснення з -3 до 0, тому ця полуреакція є окисленням.

Тепер збалансуємо полуреакції:

1. 4 MnO2 -> 2 Mn2O3 + O2 (балансуємо Mn і O)
2. 6 NH3 -> 3 N2 + 9 H2 (балансуємо N і H)

З урахуванням зміни кількості електронів у кожній полуреакції (4 електрони від Mn і 3 електрони від N) ми можемо збалансувати їх, помноживши першу полуреакцію на 3, а другу - на 4. Тоді ми отримаємо:

12 MnO2 + 24 NH3 -> 6 Mn2O3 + 12 N2 + 36 H2

Щоб отримати кінцеву рівновагу реакції, нам потрібно збалансувати воду, яка входить до складу продуктів реакції:

12 MnO2 + 24 NH3 -> 6 Mn2O3 + 12 N2 + 18 H2O

Таким чином, окисником в цій реакції є NH3, а відновником - MnO2.

Answer 2

Для знаходження ступенів окиснення елементів та коефіцієнтів у ОВР реакції MnO2 + NH3 → Mn2O3 + N2 + H2O, спершу розглянемо дві полу-реакції: окислення і відновлення.

Полу-реакція окислення: Mn в Mn2O3

1. Почнемо з молекули MnO2. Оскільки оксиген має ступінь окиснення -2, то ми знаємо, що 2 атоми Mn мають ступінь окиснення x (ми шукаємо його).
2. У Mn2O3 ступінь окиснення оксигену залишається -2, і у нас є 2 атоми Mn зі ступенем окиснення x.

Тепер ми можемо створити рівняння для ступенів окиснення: 2x + 3(-2) = 0 2x - 6 = 0 2x = 6 x = 3

Таким чином, у Mn ступінь окиснення дорівнює +3.

Полу-реакція відновлення: N в N2

1. Почнемо з молекули NH3. Ми знаємо, що ступінь окиснення H завжди дорівнює +1, тому: 3(-2) + 1x = 0 -6 + x = 0 x = 6

Таким чином, у N ступінь окиснення дорівнює -6, що означає, що він вже максимально окислений.

Тепер, коли ми знаємо ступені окиснення, давайте вирішимо реакцію методом електронного балансу:

Полу-реакція окислення: Mn3+ → Mn2+

Полу-реакція відновлення: N-6 → N2

Тепер збалансуємо кількість атомів у кожній полу-реакції:

Полу-реакція окислення: 2 Mn3+ → 2 Mn2+ (вже збалансовано за атомами Mn)

Полу-реакція відновлення: 3 N-6 → 1 N2 (збалансуємо, помноживши коефіцієнтом 3 зліва)

Тепер обидві полу-реакції збалансовані за кількістю атомів. Давайте скомбінуємо їх, щоб отримати збалансовану реакцію:

2 Mn3+ + 3 N-6 → 2 Mn2+ + 1 N2

Ця реакція показує, що MnO2 окислюється до Mn2O3, а NH3 відновлюється до N2. MnO2 - окисник, NH3 - відновник.