Химическое уравнение, которое дано, представляет собой окислительно-восстановительную реакцию. Чтобы решить эту реакцию, мы должны сначала определить оксидационные состояния атомов в каждом веществе, а затем сбалансировать уравнение по количеству атомов и по заряду.
Для начала, найдем оксидационные состояния данного уравнения. Оксидационное состояние кислорода в оксиде гидроксида железа (III), Fe(OH)3, равно -2. Сумма оксидационных состояний в молекуле должна быть равна 0, так как эта молекула не имеет заряда. Таким образом:
3(-2) + x + 1(-2) = 0,
-6 + x - 2 = 0,
x - 8 = 0,
x = +8.
Это означает, что окислительное состояние железа в Fe(OH)3 равно +8.
Далее, оксидационное состояние кислорода в хлоре (Cl2) равно 0. Кислород воды (H2O) и гидроксиде калия (KOH) также имеет оксидационное состояние -2.
Теперь, чтобы сбалансировать уравнение, давайте начнем с балансировки атомов каждого элемента. На данный момент у нас 1 атом Fe, 3 атома O, 1 атом Cl, 1 атом K и 1 атом H на каждой стороне уравнения.
На левой стороне уравнения имеется 3 атома O в Fe(OH)3, поэтому мы добавим 3 атома O на правую сторону уравнения. Для этого, добавим 1 воду (H2O) на правую сторону:
Fe(OH)3 + Cl2 + KOH = K2FeO4 + KCl + H2O.
Теперь на правой стороне уравнения у нас есть 1 атом Fe, 4 атома O, 1 атом Cl, 2 атома K и 2 атома H.
Поскольку окислительное состояние железа в K2FeO4 равно +8, тогда это вещество является окислителем. А окислительное состояние хлора в KCl равно -1, значит, оно является восстановителем. Подходящая пара окислитель-восстановитель в этой реакции - Fe(OH)3 (окислитель) и Cl2 (восстановитель).
Для сбалансировки окислительно-восстановительной реакции методом электронного баланса, мы должны уравнять изменение окислительного состояния. В данной реакции, железо переходит с окислительного состояния +8 в +6 (более низкое окислительное состояние), а хлор переходит с окислительного состояния 0 до -1 (более высокое окислительное состояние).
Чтобы сбалансировать изменение окислительного состояния, умножим Fe(OH)3 на 2 и Cl2 на 6:
2Fe(OH)3 + 6Cl2 + KOH = K2FeO4 + 2KCl + H2O.
Теперь, чтобы сбалансировать количество атомов, добавим 6 KOH на левую сторону:
2Fe(OH)3 + 6Cl2 + 6KOH = K2FeO4 + 2KCl + H2O.
Теперь, у нас есть 2 атома Fe, 12 атомов O, 12 атомов Cl, 6 атомов K и 2 атома H на обеих сторонах уравнения. Уравнение теперь полностью сбалансировано.
Вот как можно решить данное химическое уравнение методом электронного баланса.
Сначала давайте рассмотрим соединение алюминия с азотом. Алюминий образует соединения с азотом в двух вариантах в зависимости от степени окисления - +3 и +5.
1. Соединение алюминия с азотом, где алюминий имеет степень окисления +3, обозначается как AlN.
Объяснение: Азот обычно имеет степень окисления -3, и поскольку у нас алюминий с успехом принимает 3 электрона, чтобы достичь стабильной октетной конфигурации, мы получаем формулу AlN.
2. Соединение алюминия с азотом, где алюминий имеет степень окисления +5, обозначается как Al2N3.
Объяснение: Алюминий в этом случае принимает 5 электронов, чтобы достичь стабильной октетной конфигурации и образовать соединение с азотом. Поскольку нам нужно два атома алюминия, мы добавляем цифру 2 перед атомным символом Al. Также, поскольку азот обычно имеет степень окисления -3, нам понадобится 3 атома азота, поэтому мы добавляем цифру 3 после атомного символа N.
Теперь обратимся к соединению алюминия с серой. Алюминий обычно образует соединения с серой с одной степенью окисления - +3.
Соединение алюминия с серой обозначается как Al2S3.
Объяснение: В этом случае алюминий принимает 3 электрона, чтобы достичь стабильной октетной конфигурации. Поскольку нам нужно два атома алюминия, мы добавляем цифру 2 перед атомным символом Al. Также, поскольку сера обычно имеет степень окисления -2, нам понадобится 3 атома серы, поэтому мы добавляем цифру 3 после атомного символа S.
Надеюсь, что это объяснение и приведенные формулы будут понятными для школьников. Если у вас возникнут дополнительные вопросы, не стесняйтесь задавать их!
Для начала, найдем оксидационные состояния данного уравнения. Оксидационное состояние кислорода в оксиде гидроксида железа (III), Fe(OH)3, равно -2. Сумма оксидационных состояний в молекуле должна быть равна 0, так как эта молекула не имеет заряда. Таким образом:
3(-2) + x + 1(-2) = 0,
-6 + x - 2 = 0,
x - 8 = 0,
x = +8.
Это означает, что окислительное состояние железа в Fe(OH)3 равно +8.
Далее, оксидационное состояние кислорода в хлоре (Cl2) равно 0. Кислород воды (H2O) и гидроксиде калия (KOH) также имеет оксидационное состояние -2.
Теперь, чтобы сбалансировать уравнение, давайте начнем с балансировки атомов каждого элемента. На данный момент у нас 1 атом Fe, 3 атома O, 1 атом Cl, 1 атом K и 1 атом H на каждой стороне уравнения.
На левой стороне уравнения имеется 3 атома O в Fe(OH)3, поэтому мы добавим 3 атома O на правую сторону уравнения. Для этого, добавим 1 воду (H2O) на правую сторону:
Fe(OH)3 + Cl2 + KOH = K2FeO4 + KCl + H2O.
Теперь на правой стороне уравнения у нас есть 1 атом Fe, 4 атома O, 1 атом Cl, 2 атома K и 2 атома H.
Поскольку окислительное состояние железа в K2FeO4 равно +8, тогда это вещество является окислителем. А окислительное состояние хлора в KCl равно -1, значит, оно является восстановителем. Подходящая пара окислитель-восстановитель в этой реакции - Fe(OH)3 (окислитель) и Cl2 (восстановитель).
Для сбалансировки окислительно-восстановительной реакции методом электронного баланса, мы должны уравнять изменение окислительного состояния. В данной реакции, железо переходит с окислительного состояния +8 в +6 (более низкое окислительное состояние), а хлор переходит с окислительного состояния 0 до -1 (более высокое окислительное состояние).
Чтобы сбалансировать изменение окислительного состояния, умножим Fe(OH)3 на 2 и Cl2 на 6:
2Fe(OH)3 + 6Cl2 + KOH = K2FeO4 + 2KCl + H2O.
Теперь, чтобы сбалансировать количество атомов, добавим 6 KOH на левую сторону:
2Fe(OH)3 + 6Cl2 + 6KOH = K2FeO4 + 2KCl + H2O.
Теперь, у нас есть 2 атома Fe, 12 атомов O, 12 атомов Cl, 6 атомов K и 2 атома H на обеих сторонах уравнения. Уравнение теперь полностью сбалансировано.
Вот как можно решить данное химическое уравнение методом электронного баланса.