Задание №20 — Химические реакции

Решение.

Для того чтобы расставить коэффициенты методом электронного баланса, сначала определим степени окисления элементов, которые их меняют в ходе химической реакции.

1. Определим степени окисления:
В левой части уравнения: сера $\text{S}$ и фтор $\text{F}_2$ являются простыми веществами, их степень окисления равна $0$.
В правой части уравнения: в сульфате натрия $\text{Na}_2\text{S}\text{O}_4$ сера имеет степень окисления $+6$, а во фториде натрия $\text{NaF}$ фтор имеет степень окисления $-1$.

2. Составим электронный баланс:
Сера отдаёт электроны (повышает степень окисления):
$\text{S}^0 - 6\bar{e} \rightarrow \text{S}^{+6}$ (процесс окисления)
Фтор принимает электроны (понижает степень окисления):
$\text{F}_2^0 + 2\bar{e} \rightarrow 2\text{F}^{-1}$ (процесс восстановления)

3. Найдём наименьшее общее кратное для числа отданных и принятых электронов. Это число $6$.
Для серы множитель: $6 : 6 = 1$.
Для фтора множитель: $6 : 2 = 3$.

4. Перенесём полученные коэффициенты в уравнение реакции:
Перед $\text{S}$ и $\text{Na}_2\text{S}\text{O}_4$ ставим коэффициент $1$ (обычно не пишется).
Перед $\text{F}_2$ ставим коэффициент $3$.
Перед $\text{NaF}$ ставим коэффициент $6$ (так как в молекуле $\text{F}_2$ два атома фтора: $3 \times 2 = 6$).

5. Уравняем остальные элементы (натрий, водород и кислород):
Справа у нас $2$ атома натрия в $\text{Na}_2\text{S}\text{O}_4$ и $6$ атомов в $\text{NaF}$, итого $8$. Ставим коэффициент $8$ перед $\text{NaOH}$.
Слева $8$ атомов водорода в $8\text{NaOH}$, значит, перед $\text{H}_2\text{O}$ ставим коэффициент $4$ ($4 \times 2 = 8$).
Проверим кислород: слева $8$ атомов, справа $4 + 4 = 8$. Всё верно.

Итоговое уравнение:
$\text{S} + 3\text{F}_2 + 8\text{NaOH} = \text{Na}_2\text{S}\text{O}_4 + 6\text{NaF} + 4\text{H}_2\text{O}$

6. Укажем окислитель и восстановитель:
Сера в степени окисления $0$ ($\text{S}$) является восстановителем.
Фтор в степени окисления $0$ ($\text{F}_2$) является окислителем.

Ответ:
$\text{S} + 3\text{F}_2 + 8\text{NaOH} = \text{Na}_2\text{S}\text{O}_4 + 6\text{NaF} + 4\text{H}_2\text{O}$
Восстановитель: $\text{S}$ (или $\text{S}^0$)
Окислитель: $\text{F}_2$ (или $\text{F}_2^0$)

Источник: ФИПИ