Задание №20 — Химические реакции

Решение.

Для того чтобы расставить коэффициенты методом электронного баланса, выполним следующие шаги:

1. Определим степени окисления элементов, которые меняют их в ходе химической реакции:
В бромоводороде $\text{H}\overset{-1}{\text{Br}}$ бром имеет степень окисления $-1$.
В азотной кислоте $\text{H}\overset{+5}{\text{N}}\text{O}_3$ азот имеет степень окисления $+5$.
В оксиде азота(IV) $\overset{+4}{\text{N}}\text{O}_2$ азот имеет степень окисления $+4$.
В бромноватой кислоте $\text{H}\overset{+5}{\text{Br}}\text{O}_3$ бром имеет степень окисления $+5$.

2. Составим электронный баланс, выписав процессы отдачи и принятия электронов:
Восстановитель (бром) отдает электроны:
$\text{Br}^{-1} - 6\bar{e} \rightarrow \text{Br}^{+5}$ (процесс окисления)
Окислитель (азот) принимает электроны:
$\text{N}^{+5} + 1\bar{e} \rightarrow \text{N}^{+4}$ (процесс восстановления)

3. Найдем наименьшее общее кратное для числа переданных электронов. Для $6$ и $1$ это $6$.
Разделим общее кратное на число электронов в каждом процессе, чтобы получить коэффициенты:
Для брома: $6 : 6 = 1$
Для азота: $6 : 1 = 6$

4. Перенесем полученные коэффициенты в уравнение реакции:
Перед соединениями азота ставим коэффициент $6$, перед соединениями брома — $1$ (единицу обычно не пишут).
$\text{HBr} + 6\text{HNO}_3 \rightarrow 6\text{NO}_2 + \text{HBrO}_3 + 3\text{H}_2\text{O}$

5. Проверим число атомов водорода и кислорода в левой и правой частях уравнения:
Слева водорода: $1 + 6 = 7$. Справа: $1 + 3 \cdot 2 = 7$.
Слева кислорода: $6 \cdot 3 = 18$. Справа: $6 \cdot 2 + 3 + 3 = 18$.
Уравнение составлено верно.

6. Укажем окислитель и восстановитель:
$\text{HBr}$ (или $\text{Br}^{-1}$) — восстановитель.
$\text{HNO}_3$ (или $\text{N}^{+5}$) — окислитель.

Ответ: $\text{HBr} + 6\text{HNO}_3 = 6\text{NO}_2 + \text{HBrO}_3 + 3\text{H}_2\text{O}$; восстановитель — $\text{HBr}$, окислитель — $\text{HNO}_3$.

Источник: ФИПИ