Расставить коэффициенты методом электронного баланса: H2O2 - H2O+O2

Метод электронного баланса используется для расстановки коэффициентов в окислительно-восстановительных реакциях. Основная идея метода заключается в том, чтобы уравновесить количество электронов, которые теряются и приобретаются в процессе реакции.

Рассмотрим вашу реакцию:

[ \text{H}_2\text{O}_2 \rightarrow \text{H}_2\text{O} + \text{O}_2 ]

Первым шагом является определение степеней окисления элементов в данной реакции. Для водорода (H) и кислорода (O) в каждом соединении:

1. В ( \text{H}_2\text{O}_2 ) (перекись водорода):

   • Водород (\text{H}): степень окисления +1.
   • Кислород (\text{O}): смешанная степень окисления -1 (поскольку в ( \text{H}_2\text{O}_2 ) два атома кислорода связаны друг с другом).

2. В ( \text{H}_2\text{O} ) (вода):

   • Водород (\text{H}): степень окисления +1.
   • Кислород (\text{O}): степень окисления -2.

3. В ( \text{O}_2 ) (кислород):

   • Кислород (\text{O}): степень окисления 0 (как элемент в свободном состоянии).

Теперь определим изменения степеней окисления для кислорода:

• В ( \text{H}_2\text{O}_2 ) кислород имеет степень окисления -1.
• В ( \text{H}_2\text{O} ) кислород имеет степень окисления -2.
• В ( \text{O}_2 ) кислород имеет степень окисления 0.

Изменения степеней окисления:

• Кислород в ( \text{H}_2\text{O}_2 ) (-1) становится кислородом в ( \text{H}_2\text{O} ) (-2), то есть приобретает 1 электрон.
• Кислород в ( \text{H}_2\text{O}_2 ) (-1) становится кислородом в ( \text{O}_2 ) (0), то есть теряет 1 электрон.

Теперь, составим полуреакции:

1. Восстановление: [ \text{O}{-1} + 1e^- \rightarrow \text{O}{-2} ]

2. Окисление: [ \text{O}_{-1} \rightarrow \text{O}_0 + 1e^- ]

Для удобства можно записать это в виде двух полуреакций с учетом коэффициентов:

1. ( \text{H}_2\text{O}_2 \rightarrow \text{H}_2\text{O} + \text{O}_2 )
   • Восстановление: ( \text{H}_2\text{O}_2 + 2e^- \rightarrow 2\text{H}_2\text{O} )
   • Окисление: ( \text{H}_2\text{O}_2 \rightarrow \text{O}_2 + 2e^- )

Теперь уравновесим количество электронов в этих полуреакциях. Для этого умножим полуреакции на соответствующие коэффициенты, чтобы число электронов было одинаковым:

1. ( 2(\text{H}_2\text{O}_2 + 2e^- \rightarrow 2\text{H}_2\text{O}) ) (восстановление)
2. ( \text{H}_2\text{O}_2 \rightarrow \text{O}_2 + 2e^- ) (окисление)

Получаем:

1. ( 2\text{H}_2\text{O}_2 + 4e^- \rightarrow 4\text{H}_2\text{O} )
2. ( \text{H}_2\text{O}_2 \rightarrow \text{O}_2 + 2e^- )

Теперь сложим эти уравнения, чтобы избавиться от электронов:

[ 2\text{H}_2\text{O}_2 + 4e^- \rightarrow 4\text{H}_2\text{O} ] [ + \text{H}_2\text{O}_2 \rightarrow \text{O}_2 + 2e^- ]

Итоговое уравнение:

[ 3\text{H}_2\text{O}_2 \rightarrow 2\text{H}_2\text{O} + \text{O}_2 ]

Проверим баланс атомов:

• В левой части: 3 молекулы ( \text{H}_2\text{O}_2 ) содержат 6 атомов водорода и 6 атомов кислорода.
• В правой части: 2 молекулы ( \text{H}_2\text{O} ) содержат 4 атома водорода и 2 атома кислорода, плюс 1 молекула ( \text{O}_2 ), которая содержит 2 атома кислорода.

Таким образом, уравнение сбалансировано:

[ 3\text{H}_2\text{O}_2 \rightarrow 2\text{H}_2\text{O} + \text{O}_2 ]

Ответ: ( 3\text{H}_2\text{O}_2 \rightarrow 2\text{H}_2\text{O} + \text{O}_2 )

Для того чтобы расставить коэффициенты методом электронного баланса в данном уравнении реакции необходимо сначала определить изменение валентности каждого элемента.

Водород в H2O2 имеет валентность +1, кислород -2, водород в H2O имеет валентность +1, кислород -2, а кислород в O2 имеет валентность 0.

Теперь мы можем записать уравнения электронного баланса для каждого элемента:

1. Для водорода: 2(H2O2) -> 2(H2O)
2. Для кислорода: 2(H2O2) -> (O2)

Теперь мы видим, что для балансировки количества атомов кислорода нам нужно добавить еще одну молекулу воды (H2O) и одну молекулу кислорода (O2). Таким образом, окончательное уравнение реакции будет выглядеть следующим образом:

2H2O2 -> 2H2O + O2

Теперь у нас сбалансированное уравнение реакции, где количество атомов каждого элемента одинаково до и после реакции.