Конечно, давайте разберем, как можно уравнять данное окислительно-восстановительное уравнение методом электронного баланса. У нас есть реакция:
[ \text{KMnO}_4 + \text{NH}_3 \rightarrow \text{KNO}_3 + \text{MnO}_2 + \text{KOH} + \text{H}_2\text{O} ]
Первым шагом является определение степеней окисления элементов, которые изменяются в ходе реакции.
Определяем степени окисления:
- В (\text{KMnO}_4), марганец ((\text{Mn})) имеет степень окисления +7.
- В (\text{MnO}_2), марганец ((\text{Mn})) имеет степень окисления +4.
- В (\text{NH}_3), азот ((\text{N})) имеет степень окисления -3.
- В (\text{KNO}_3), азот ((\text{N})) имеет степень окисления +5.
Идентифицируем процессы окисления и восстановления:
- (\text{Mn}^{+7} \rightarrow \text{Mn}^{+4}) (восстановление, так как степень окисления уменьшается).
- (\text{N}^{-3} \rightarrow \text{N}^{+5}) (окисление, так как степень окисления увеличивается).
Пишем полуреакции и балансируем их по числу атомов и электронов:
Уравниваем количество электронов в полуреакциях. Для этого, чтобы число потерянных и приобретённых электронов было одинаковым, умножим первую полуреакцию на 8, а вторую на 3:
(\text{Mn}^{+7} + 3e^- \rightarrow \text{Mn}^{+4}) умножаем на 3:
[
3\text{Mn}^{+7} + 9e^- \rightarrow 3\text{Mn}^{+4}
]
(\text{N}^{-3} \rightarrow \text{N}^{+5} + 8e^-) умножаем на 1:
[
8\text{N}^{-3} \rightarrow 8\text{N}^{+5} + 24e^-
]
Уравниваем количество электронов:
Уравниваем количество электронов в обеих полуреакциях множением первой реакции на 8 и второй на 3:
[
8(\text{Mn}^{+7} + 3e^- \rightarrow \text{Mn}^{+4}) \quad\text{и}\quad 3(\text{N}^{-3} \rightarrow \text{N}^{+5} + 8e^-)
]
Получаем:
[
8\text{Mn}^{+7} + 24e^- \rightarrow 8\text{Mn}^{+4}
]
[
3\text{N}^{-3} \rightarrow 3\text{N}^{+5} + 24e^-
]
Объединяем полуреакции и записываем итоговое уравнение:
[
8\text{KMnO}_4 + 3\text{NH}_3 \rightarrow 8\text{MnO}_2 + 3\text{KNO}_3 + \text{KOH} + \text{H}_2\text{O}
]
Балансируем оставшиеся элементы (калий, кислород и водород) и проверяем по массам:
- Балансируем калий: добавляем 8(\text{KOH}) на правую сторону.
- Балансируем кислород и водород: добавляем 2(\text{H}_2\text{O}) на правую сторону.
Итоговое уравнение будет следующим:
[
8\text{KMnO}_4 + 3\text{NH}_3 + 14\text{H}_2\text{O} \rightarrow 8\text{MnO}_2 + 3\text{KNO}_3 + 8\text{KOH}
]
Теперь уравнение сбалансировано по атомам и зарядам.