Конечно, давайте разберем уравнение реакции и подберем коэффициенты с помощью метода электронного баланса.
Исходное уравнение:
[ \text{HI} + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{I}_2 + \text{H}_2\text{S} + \text{H}_2\text{O} ]
Шаг 1: Определим степени окисления элементов, участвующих в реакции.
Для простоты, выпишем степени окисления:
- В (\text{HI}): I имеет степень окисления -1
- В (\text{H}_2\text{SO}_4): S имеет степень окисления +6
- В (\text{I}_2): I имеет степень окисления 0
- В (\text{H}_2\text{S}): S имеет степень окисления -2
Шаг 2: Найдем изменения степеней окисления (окисление и восстановление).
Iод в (\text{HI}) окисляется:
[
\text{I}^- \rightarrow \text{I}_2^0
]
Сера в (\text{H}_2\text{SO}_4) восстанавливается:
[
\text{S}^{+6} \rightarrow \text{S}^{-2}
]
Шаг 3: Составим полуреакции и уравняем количество атомов и электронов.
Окисление йода:
[
2\text{I}^- - 2e^- \rightarrow \text{I}_2^0
]
Восстановление серы:
[
\text{S}^{+6} + 8e^- \rightarrow \text{S}^{-2}
]
Шаг 4: Уравняем количество электронов в полуреакциях.
Для этого умножим первую полуреакцию на 4, чтобы количество электронов в обеих полуреакциях было одинаковым (8 электронов):
[
4 \times (2\text{I}^- - 2e^- \rightarrow \text{I}_2^0) \implies 4 \text{I}_2^- - 8e^- \rightarrow 2 \text{I}_2
]
Шаг 5: Теперь, суммируем уравненные полуреакции:
[
4 \text{I}^- - 8e^- + \text{S}^{+6} + 8e^- \rightarrow 2 \text{I}_2^0 + \text{S}^{-2}
]
Шаг 6: Вернемся к исходному уравнению и добавим коэффициенты для остальных веществ.
Для 4 молекул HI потребуется 1 молекула H2SO4, чтобы уравнять количество атомов:
[
4 \text{HI} + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow 2 \text{I}_2 + \text{H}_2\text{S} + \text{2H}_2\text{O}
]
Шаг 7: Проверим атомный баланс для каждого элемента:
- Гидроген (H): слева 4 (из HI) + 2 (из H2SO4) = 6, справа 2 (из H2S) + 4 (из 2H2O) = 6
- Йод (I): слева 4, справа 2*2 = 4
- Сера (S): слева 1, справа 1
- Кислород (O): слева 4, справа 21 = 2 (из H2S) + 21 = 2 (из 2H2O) = 4
Итак, уравнение уравнено:
[
4 \text{HI} + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow 2 \text{I}_2 + \text{H}_2\text{S} + 2 \text{H}_2\text{O}
]
Это окончательное уравнение с подобранными коэффициентами.