Задание №20 — Химические реакции

Решение.

Для того чтобы расставить коэффициенты в данной окислительно-восстановительной реакции, выполним следующие шаги:

1. Определим степени окисления элементов, которые их меняют:
В молекуле сероводорода $H_{2}S^{-2}$ сера имеет степень окисления $-2$.
В молекуле брома $Br_{2}^{0}$ (простое вещество) степень окисления равна $0$.
В серной кислоте $H_{2}S^{+6}O_{4}$ сера имеет степень окисления $+6$.
В бромоводороде $HBr^{-1}$ бром имеет степень окисления $-1$.

2. Составим электронный баланс:
Выпишем процессы отдачи и принятия электронов:
Сера повышает степень окисления (отдает электроны):
$S^{-2} - 8\bar{e} \rightarrow S^{+6}$ (процесс окисления)
Бром понижает степень окисления (принимает электроны):
$Br_{2}^{0} + 2\bar{e} \rightarrow 2Br^{-1}$ (процесс восстановления)

3. Найдем наименьшее общее кратное и коэффициенты:
Для 8 и 2 наименьшее общее кратное равно 8.
Делим 8 на количество отданных серой электронов (8): $8 : 8 = 1$.
Делим 8 на количество принятых бромом электронов (2): $8 : 2 = 4$.
Таким образом, перед серой коэффициент будет 1, а перед молекулой брома — 4.

4. Расставим коэффициенты в уравнении:
Ставим 4 перед $Br_{2}$. Чтобы уравнять количество атомов брома, ставим 8 перед $HBr$.
Проверяем серу: по 1 атому с каждой стороны.
Считаем водород: справа в $H_{2}SO_{4}$ и $8HBr$ всего $2 + 8 = 10$ атомов. Слева в $H_{2}S$ уже есть 2 атома, значит, не хватает 8 атомов. Ставим коэффициент 4 перед $H_{2}O$ ($4 \times 2 = 8$).
Проверяем кислород: слева 4 атома (в воде), справа 4 атома (в серной кислоте). Уравнение готово:

$H_{2}S + 4Br_{2} + 4H_{2}O = H_{2}SO_{4} + 8HBr$

5. Укажем окислитель и восстановитель:
Сера в степени окисления $-2$ (или вещество $H_{2}S$) отдает электроны, значит, является восстановителем.
Бром в степени окисления $0$ (или вещество $Br_{2}$) принимает электроны, значит, является окислителем.

$S^{-2}$ (в составе $H_{2}S$) — восстановитель;
$Br_{2}^{0}$ — окислитель.

Ответ: $H_{2}S + 4Br_{2} + 4H_{2}O = H_{2}SO_{4} + 8HBr$; $H_{2}S$ является восстановителем, $Br_{2}$ является окислителем.

Источник: ФИПИ