Для составления электронного баланса в реакциях цинка с разбавленной и концентрированной азотной кислотой необходимо определить, какие процессы окисления и восстановления происходят в каждой из реакций.
1. Реакция цинка с разбавленной азотной кислотой (HNO₃):
Общая реакция:
[ \text{Zn} + \text{HNO}_3 \rightarrow \text{Zn}^{2+} + \text{NO} + \text{H}_2\text{O} ]
В этой реакции цинк ((\text{Zn})) окисляется до ионов цинка ((\text{Zn}^{2+})), а азот в азотной кислоте ((\text{HNO}_3)) восстанавливается до оксида азота ((\text{NO})).
Электронный баланс:
Полуреакция окисления:
[ \text{Zn} \rightarrow \text{Zn}^{2+} + 2e^- ]
Полуреакция восстановления:
[ \text{NO}_3^- + 4H^+ + 3e^- \rightarrow \text{NO} + 2\text{H}_2\text{O} ]
Для приведения к общему числу электронов, необходимо уравнять количество электронов:
Умножьте полуреакцию окисления на 3:
[ 3\text{Zn} \rightarrow 3\text{Zn}^{2+} + 6e^- ]
Умножьте полуреакцию восстановления на 2:
[ 2\text{NO}_3^- + 8H^+ + 6e^- \rightarrow 2\text{NO} + 4\text{H}_2\text{O} ]
Суммарное уравнение:
[ 3\text{Zn} + 2\text{NO}_3^- + 8H^+ \rightarrow 3\text{Zn}^{2+} + 2\text{NO} + 4\text{H}_2\text{O} ]
2. Реакция цинка с концентрированной азотной кислотой (HNO₃):
Общая реакция:
[ \text{Zn} + \text{HNO}_3 \rightarrow \text{Zn}^{2+} + \text{NO}_2 + \text{H}_2\text{O} ]
В этой реакции цинк ((\text{Zn})) также окисляется до ионов цинка ((\text{Zn}^{2+})), но азот в азотной кислоте ((\text{HNO}_3)) восстанавливается до диоксида азота ((\text{NO}_2)).
Электронный баланс:
Полуреакция окисления:
[ \text{Zn} \rightarrow \text{Zn}^{2+} + 2e^- ]
Полуреакция восстановления:
[ \text{NO}_3^- + 2H^+ + e^- \rightarrow \text{NO}_2 + \text{H}_2\text{O} ]
Для приведения к общему числу электронов, необходимо уравнять количество электронов:
- Умножьте полуреакцию восстановления на 2:
[ 2\text{NO}_3^- + 4H^+ + 2e^- \rightarrow 2\text{NO}_2 + 2\text{H}_2\text{O} ]
Суммарное уравнение:
[ \text{Zn} + 2\text{NO}_3^- + 4H^+ \rightarrow \text{Zn}^{2+} + 2\text{NO}_2 + 2\text{H}_2\text{O} ]
Таким образом, мы получили электронные балансы для реакций цинка с разбавленной и концентрированной азотной кислотой.