Решение: Электронный баланс реакции
Используя метод электронного баланса, расставьте коэффициенты в схеме реакции $\mathrm{Br_2 + Ca_3P_2 + H_2O \rightarrow Ca_3(PO_4)_2 + HBr}$. Запишите формулы вещества или частицы окислителя и восстановителя. Укажите, какое из этих веществ является окислителем, а какое — восстановителем.
Решение по шагам
5 шаговОпределяем степени окисления элементов, которые изменяются. В $\mathrm{Ca_3P_2}$ фосфор имеет степень окисления $-3$, а в $\mathrm{Ca_3(PO_4)_2}$ — $+5$. Бром в $\mathrm{Br_2}$ имеет степень окисления $0$, а в $\mathrm{HBr}$ — $-1$.
$$\mathrm{P^{-3} - 8e^- \rightarrow P^{+5}}$$Фосфор окисляется: два атома фосфора, содержащиеся в одной формульной единице $\mathrm{Ca_3P_2}$, отдают 16 электронов. Бром восстанавливается: 16 атомов брома принимают 16 электронов.
$$\mathrm{2P^{-3} - 16e^- \rightarrow 2P^{+5}};\quad \mathrm{16Br^0 + 16e^- \rightarrow 16Br^{-1}}$$Для образования одной формульной единицы $\mathrm{Ca_3(PO_4)_2}$ требуется одна формульная единица $\mathrm{Ca_3P_2}$ и восемь молекул воды, поскольку в продукте содержится восемь атомов кислорода.
$$\mathrm{Ca_3P_2 + 8H_2O \rightarrow Ca_3(PO_4)_2 + 16H^+}$$Для связывания 16 атомов водорода образуется 16 молекул $\mathrm{HBr}$. Для этого нужны 16 атомов брома, то есть 8 молекул $\mathrm{Br_2}$.
$$\mathrm{8Br_2 + Ca_3P_2 + 8H_2O \rightarrow Ca_3(PO_4)_2 + 16HBr}$$Бром принимает электроны, поэтому $\mathrm{Br_2}$ является окислителем. Фосфор отдаёт электроны, поэтому $\mathrm{Ca_3P_2}$ является восстановителем.
$\mathrm{8Br_2 + Ca_3P_2 + 8H_2O \rightarrow Ca_3(PO_4)_2 + 16HBr}$; окислитель — $\mathrm{Br_2}$, восстановитель — $\mathrm{Ca_3P_2}$.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Не учитывают, что в одной формульной единице $\mathrm{Ca_3P_2}$ содержатся два атома фосфора.
Ставят коэффициент 8 перед $\mathrm{Br_2}$ вместо коэффициента 8 перед молекулами брома, но не проверяют общее число атомов брома.
Путают окислитель и восстановитель: окислитель принимает электроны, а восстановитель отдаёт их.