Электронный баланс по шагам
Переходи от изменений к множителям и готовому уравнению. На каждой стадии видно, откуда появляется следующий коэффициент.
Учебная схема: размеры, цвета и расстояния условны. Переключатели показывают объяснённые примеры, оценка здесь не выставляется.
Сначала определяем изменения
Для NH₃ + O₂ → N₂ + H₂O азот меняет −3 на 0, кислород 0 на −2. Водород сохраняет +1. Начинают с правильных формул продуктов и реагентов, затем строят электронный баланс.
Один атом N отдаёт три электрона. Одна молекула O₂ содержит два атома O и принимает всего четыре электрона. Этот множитель два важно учесть, чтобы не получить неверные коэффициенты.
Один N
−3 → 0: отдаёт 3e⁻
Одна O₂
Два O: каждый принимает 2e⁻
Всего для O₂
Принимает 4e⁻
Электронный баланс начинается с определения изменившихся степеней окисления. Для многоатомной частицы учитывают все её атомы.
Уравниваем число электронов
Наименьшее общее кратное чисел 3 и 4 равно 12. Поэтому нужны четыре атома N, отдающие 12 электронов, и три молекулы O₂, принимающие 12 электронов. Четыре атома N приходят из четырёх NH₃.
Эти числа определяют коэффициенты перед участниками передачи электронов. Нельзя сократить только один коэффициент без изменения всего соотношения. Электронный баланс связывает окисление и восстановление количественно.
| Участник | Электронов на частицу | Множитель | Всего |
|---|---|---|---|
| N в NH₃ | Отдаёт 3 | 4 | 12 отдано |
| O₂ | Принимает 4 | 3 | 12 принято |
Множители подбирают по равенству отданных и принятых электронов. Наименьшее общее кратное помогает найти простейшее соотношение.
Горение магния
Горение магния сопровождается ярким светом и образованием оксида магния.
Alvy16 · Wikimedia Commons · CC BY 4.0. Без изменений.
Не удалось загрузить изображение. Открыть источник
Модель молекулы кислорода O₂
Два атома O образуют молекулу простого вещества O₂.
Adam Rędzikowski · Wikimedia Commons · CC0. Без изменений.
Не удалось загрузить изображение. Открыть источник
Достраиваем и проверяем уравнение
После 4NH₃ и 3O₂ нужно 2N₂ для четырёх атомов азота. Двенадцать H дают 6H₂O. Получаем 4NH₃ + 3O₂ → 2N₂ + 6H₂O; справа шесть O, как и слева.
Последняя проверка включает каждый элемент, а не только участников электронного баланса. Условия реакции важны: для этой схемы рассматривается окисление аммиака до азота; при других условиях могут быть иные продукты.
Азот
4 слева и 4 справа.
Водород
12 слева и 12 справа.
Кислород
6 слева и 6 справа.
Электроны
12 отдано и 12 принято.
После электронного баланса согласуют все атомы уравнения. Полученный баланс относится к указанным продуктам и условиям.
Второй пример: образование Al₂O₃
Al⁰ → Al³⁺ + 3e⁻; O₂ + 4e⁻ → 2O²⁻. Наименьшее общее число электронов снова 12, поэтому берут 4Al и 3O₂. Четыре Al и шесть O образуют 2Al₂O₃.
Итог 4Al + 3O₂ → 2Al₂O₃. Индексы Al₂O₃ заданы составом вещества и не меняются ради баланса. Коэффициенты описывают количество формульных единиц, сохраняя правильную формулу. Проверка даёт четыре атома Al и шесть атомов O по обе стороны стрелки.
Электронные изменения
Al отдаёт 3; O₂ принимает 4.
Множители
4 и 3 дают по 12 электронов.
Уравнение
4Al + 3O₂ → 2Al₂O₃.
Баланс изменяет коэффициенты, сохраняя формулы веществ. Проверка атомов завершает подбор уравнения.
Шесть выводов
Тест по параграфу10 вопросов · 4 варианта · один правильный · 0,5 балла за ответ · максимум 5
Учебный источник и иллюстрации
Основа: предоставленный учебник «Химия, 8 класс», § 51. Материал переработан для объяснения; источник: 8 класс. Химия — § 51. Представление о методе электронного баланса.pdf. Научные уточнения учитывают различие молекулярного и немолекулярного строения и границы учебных моделей.
Иллюстрации загружаются непосредственно с Wikimedia Commons; авторы и лицензии указаны под изображениями. Схемы и обучающие модели созданы для этого конспекта.
Royal Society of Chemistry: данные о химических элементах