Список предметов
Метод електронного балансу
4 / 4
Развернуть структуру обучения Свернуть структуру обучения

Метод електронного балансу в доступному викладі

Суть методу електронного балансу полягає в:

  • підрахунку зміни ступеня окислення для кожного з елементів, що входять в рівняння хімічної реакції;
  • елементи, ступінь окислення яких в результаті реакції не змінюється - не беруться до уваги;
  • з інших елементів, ступінь окислення яких змінилася - складається баланс, що полягає в підрахунку кількості придбаних або втрачених електронів;
  • для всіх елементів, які втратили або отримали електрони (кількість яких відрізняється для кожного елемента) знаходиться найменше спільне кратне;
  • знайдене значення і є базовими коефіцієнтами для складання рівняння.

Візуально алгоритм вирішення задачі за допомогою методу електронного балансу представлений на діаграмі.


Алгоритм рішення задач на складання електронного балансу хімічної реакції

Як це виглядає на практиці, розглянуто на прикладі задач по кроках.


Завдання
Методом електронного балансу підберіть коефіцієнти в схемах наступних окислювально-відновних реакцій за участю металів: 

а) Ag + HNO3 → AgNO3 + NO + H2
б) Ca +H2SO4 → CaSO4 + H2S + H2
в) Be + HNO3 → Be(NO3)2 + NO + H2

Рішення
Для вирішення даного завдання скористаємося правилами визначення ступеня окислення

Застосування методу електронного балансу по кроках. Приклад "а" 

Складемо електронний баланс для кожного елемента реакції окислення Ag + HNO3 → AgNO3 + NO + H2O.

Крок 1. Підрахуємо ступеня окислення для кожного елемента, що входить в хімічну реакцію.

Ag. Срібло спочатку нейтрально, тобто має ступінь окислення нуль.
   
Для HNO3 визначимо ступінь окислення, як суму ступенів окислення кожного з елементів.
Ступінь окислювання водню +1, кисню -2, отже, ступінь окислення азоту дорівнює: 
0 - (+1) - (-2)*3 = +5 
(в сумі, знову ж таки, отримаємо нуль, як і повинно бути)     

Тепер перейдемо до другої частини рівняння. 

Для AgNO3 ступінь окислення срібла +1 кисню -2, отже ступінь окислення азоту дорівнює:
0 - (+1) - (-2)*3 = +5 

Для NO ступінь окислення кисню -2, отже азоту +2

Для H2O ступінь окислення водню +1, кисню -2

Крок 2. Запишемо рівняння в новому вигляді, із зазначенням ступеня окислення кожного з елементів, що беруть участь в хімічній реакції.   

Ag0 + H+1N+5O-23 → Ag+1N+5O-23 + N+2O-2 + H+12O-2 

З отриманого рівняння з зазначеними ступенями окислення, ми бачимо незбалансованість за сумою позитивних і негативних ступенів окислення окремих елементів

Крок 3. Запишемо їх окремо у вигляді електронного балансу - який елемент і скільки втрачає або набуває електронів:
(Необхідно взяти до уваги, що елементи, ступінь окислення яких не змінилася - в даному розрахунку не беруть участь)

Ag0 - 1e = Ag+1  
N+5 +3e = N+2 

Срібло втрачає один електрон, азот набуває три. Таким чином, ми бачимо, що для балансування потрібно застосувати коефіцієнт 3 для срібла і 1 для азоту. Тоді число втрачаються і придбаних електронів зрівняється.

Крок 4. Тепер на підставі отриманого коефіцієнта "3" для срібла, починаємо балансувати все рівняння з урахуванням кількості атомів, що беруть участь в хімічній реакції.

  • У первісному рівнянні перед Ag ставимо трійку, що потребують такого ж коефіцієнта перед AgNO3 
  • Тепер у нас виник дисбаланс за кількістю атомів азоту. У правій частині їх чотири, в лівій - один. Тому ставимо перед HNO3 коефіцієнт 4
  • Тепер залишається зрівняти 4 атома водню зліва і два - праворуч. Вирішуємо це шляхом застосування коеффііента 2 перед H2
Відповідь:
3Ag + 4HNO3 = 3AgNO3 + NO + 2H2O

Приклад "б"

Складемо електронний баланс для кожного елемента реакції окислення Ca +H2SO4 → CaSO4 + H2S + H2O

Для H2SO4  ступінь окислення водню +1 кисню -2 звідки ступінь окислення сірки 0 - (+1)*2 - (-2)*4 = +6 

Для CaSO ступінь окислення кальцію дорівнює +2 кисню -2 звідки ступінь окислення сірки 0 - (+2) - (-2)*4 = +6 

Для H2S ступінь окислення водню +1, відповідно сірки -2 

Ca0 +H+12S+6O-24 → Ca+2S+6O-24 + H+12S-2 + H+12O-2 
Ca0 - 2e = Ca+2 (коеффііент 4) 
S+6 + 8e = S-2 

Відповідь:
4Ca + 5H2SO4 = 4CaSO4 + H2S + 4H2

Приклад "в"

Складемо електронний баланс для кожного елемента реакції окислення Be + HNO3 → Be(NO3)2 + NO + H2

HNO3 див. вище 

Для Be(NO3)2 ступінь окислення берилію +2, кисню -2, звідки ступінь окислення азоту ( 0 - (+2) - (-2)*3*2 ) / 2 = +5 

NO див. вище 

H2O див. вище 

Be0 + H+1N+5O-23 → Be+2(N+5O-23)2 +  N+2O-2 +  H+12O-2 
Be0 - 2e = Be+2 (коеффііент 3) 
N+5 +3e = N+2 (коеффііент 2) 

Відповідь:
3Be + 8HNO3 → 3Be(NO3)2 + 2NO + 4H2



 Метод електронного балансу | Описание курса

Обсудить на форуме
Записаться на курсы
Обратиться к консультанту
Пройти тест
Полный список курсов обучения
Бесплатные видеоуроки
Нужна информация!