Подберите коэффициенты методом электронного баланса: K + HNO3= KNO3 + NH3 + H2O

Для того чтобы подобрать коэффициенты методом электронного баланса, сначала нужно записать уравнение реакции в виде полуреакций окисления и восстановления.

Полуреакция окисления: K -> K+ + e-

Полуреакция восстановления: HNO3 + 3H+ + 3e- -> NO3- + 2H2O

Теперь сравниваем количество передаваемых электронов в обеих полуреакциях и делаем соответствующие изменения в уравнении реакции. В данном случае, коэффициенты будут следующие:

K + 2HNO3 = KNO3 + NH3 + 2H2O

Таким образом, уравнение реакции сбалансировано методом электронного баланса.

2K + 8HNO3 = 2KNO3 + 2NH3 + 3H2O

Для подбора коэффициентов методом электронного баланса сначала нужно определить степени окисления элементов, которые изменяются в ходе реакции. В данном уравнении:

1. Калий (K) изначально находится в степени окисления 0, так как это простое вещество, и в продукте реакции, нитрате калия (KNO3), он имеет степень окисления +1.

2. Азот в HNO3 имеет степень окисления +5, а в аммиаке (NH3) — -3.

Теперь составим полуреакции окисления и восстановления:

Окисление:

• K^0 → K^+1 + 1e^-

Восстановление:

• N^+5 + 8e^- → N^-3

Теперь уравняем количество потерянных и приобретённых электронов. Для этого подберём коэффициенты так, чтобы число электронов, отдаваемых в окислительной реакции, совпадало с числом электронов, принимаемых в восстановительной реакции. Нам нужно уравнять 1 отданный электрон с 8 принятыми. Для этого умножим первую полуреакцию на 8:

Окисление:

• 8K^0 → 8K^+1 + 8e^-

Теперь можем объединить полуреакции:

8K + HNO3 → 8KNO3 + NH3

Учитывая баланс электронов, теперь добавим воду (H2O) в правую часть и подберем коэффициенты для других веществ:

1. Балансируем кислород: в правой части реакции у нас уже есть 8KNO3, что означает 24 атома кислорода (8 молекул по 3 атома). В левой части HNO3 содержит 1 атом кислорода на молекулу, следовательно, нужно 10 молекул HNO3, чтобы уравнять кислород. Но в правой части еще есть молекулы воды, которые добавляют кислород.

2. Балансируем водород: в правой части есть NH3 и H2O. NH3 содержит 3 атома водорода, и чтобы уравнять водород, добавим 9 молекул воды (так как у нас 10 молекул HNO3, и там 10 атомов водорода):

Теперь уравнение выглядит так:

8K + 10HNO3 → 8KNO3 + NH3 + 3H2O

Проверим баланс:

• Калий: 8 атомов в обоих частях;
• Азот: 10 атомов в обоих частях;
• Водород: 10 атомов в обоих частях;
• Кислород: 30 атомов в обоих частях.

Таким образом, правильные коэффициенты в уравнении:

8K + 10HNO3 → 8KNO3 + NH3 + 3H2O