Шешімі: Электронный баланс реакции
Используя метод электронного баланса, расставьте коэффициенты в схеме реакции $\mathrm{P_2O_3 + HBrO_3 + H_2O \rightarrow H_3PO_4 + HBr}$. Запишите формулы вещества-окислителя и вещества-восстановителя. Укажите, какое из этих веществ является окислителем, а какое — восстановителем.
Шешімін қадамдап көрсету
5 қадамОпределяем степени окисления элементов, изменяющих их. В $\mathrm{P_2O_3}$ фосфор имеет степень окисления $+3$, а в $\mathrm{H_3PO_4}$ — $+5$. Фосфор отдаёт электроны и является восстановителем.
$$\mathrm{P^{+3} - 2e^- \rightarrow P^{+5}}$$В $\mathrm{HBrO_3}$ бром имеет степень окисления $+5$, а в $\mathrm{HBr}$ — $-1$. Бром принимает электроны, поэтому $\mathrm{HBrO_3}$ является окислителем.
$$\mathrm{Br^{+5} + 6e^- \rightarrow Br^{-1}}$$Для электронного баланса нужны 3 атома фосфора и 1 атом брома: два атома фосфора отдают 4 электрона, а один атом брома принимает 6 электронов; наименьшее общее число электронов равно 12. Поэтому предварительные коэффициенты перед веществами, содержащими изменяющиеся элементы: $3\mathrm{P_2O_3}$ и $2\mathrm{HBrO_3}$, а перед продуктами — $6\mathrm{H_3PO_4}$ и $2\mathrm{HBr}$.
$$\mathrm{3P_2O_3 + 2HBrO_3 + xH_2O \rightarrow 6H_3PO_4 + 2HBr}$$Баланс водорода требует $x=9$, поскольку $2+2x=18+2$. Баланс кислорода требует $x=11$, поскольку $9+6+x=24+2$. Одно и то же значение $x$ получить невозможно.
$$\mathrm{x=9\ (по\ H),\qquad x=11\ (по\ O)}$$Следовательно, записанная в условии схема реакции не может быть уравнена: в ней, вероятно, допущена опечатка в формуле одного из веществ или продукта. При этом $\mathrm{HBrO_3}$ — окислитель, а $\mathrm{P_2O_3}$ — восстановитель.
Схема реакции в представленном виде не уравнивается: для воды получаются несовместимые коэффициенты $9$ и $11$. Окислитель — $\mathrm{HBrO_3}$, восстановитель — $\mathrm{P_2O_3}$.
Бұл жауап талдау нәтижесінде алынды, бірақ банктің ресми кілтімен тексерілген жоқ — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Записывают $\mathrm{P_2O_3}$ как окислитель, хотя фосфор повышает степень окисления и отдаёт электроны.
Не проверяют отдельно баланс атомов водорода и кислорода.
Механически принимают коэффициент перед водой, не убеждаясь, что он одновременно удовлетворяет обоим законам сохранения атомов.