Азотная кислота любой концетрации восстанавливается металлами не до водорода, а, например, до оксида...

3Cu + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O

Для уравнивания реакции взаимодействия азотной кислоты с медью методом электронного баланса необходимо учитывать процессы окисления и восстановления, которые происходят в этой реакции.

1. Записываем полную схему реакции:

[ \text{Cu} + \text{HNO}_3 \rightarrow \text{Cu(NO}_3\text{)}_2 + \text{NO} + \text{H}_2\text{O} ]

1. Определяем степени окисления:

• У меди (Cu) степень окисления изменяется с 0 в элементарном состоянии до +2 в нитрате меди ((\text{Cu(NO}_3\text{)}_2)).
• Азот в азотной кислоте ((\text{HNO}_3)) имеет степень окисления +5, а в оксиде азота (II) ((\text{NO})) — +2.

1. Записываем полуреакции окисления и восстановления:

• Окисление меди: (\text{Cu}^0 \rightarrow \text{Cu}^{2+} + 2e^-)
• Восстановление азота: (\text{N}^{+5} + 3e^- \rightarrow \text{N}^{+2})

1. Сравниваем количество электронов и находим общий множитель:

• В окислительной полуреакции участвуют 2 электрона.
• В восстановительной полуреакции участвуют 3 электрона.

Для уравнивания числа электронов нам нужно найти наименьшее общее кратное (НОК) для 2 и 3, которое равно 6. Это значит, что уравнения умножаем на соответствующие коэффициенты:

• Окисление меди: [3 \times (\text{Cu}^0 \rightarrow \text{Cu}^{2+} + 2e^-)]
• Восстановление азота: [2 \times (\text{N}^{+5} + 3e^- \rightarrow \text{N}^{+2})]

1. Записываем итоговые уравнения полуреакций:

• (3\text{Cu} \rightarrow 3\text{Cu}^{2+} + 6e^-)
• (2\text{N}^{+5} + 6e^- \rightarrow 2\text{N}^{+2})

1. Складываем полуреакции:

Теперь объединяем эти полуреакции, уравнивая количество электронов:

[3\text{Cu} + 2\text{HNO}_3 \rightarrow 3\text{Cu}^{2+} + 2\text{NO}]

1. Добавляем воду и ионы водорода:

Для завершения реакции необходимо добавить воду и ионы водорода, чтобы уравнять остальные элементы:

[3\text{Cu} + 8\text{HNO}_3 \rightarrow 3\text{Cu(NO}_3\text{)}_2 + 2\text{NO} + 4\text{H}_2\text{O}]

В итоге, уравнение реакции взаимодействия меди с азотной кислотой, уравненное методом электронного баланса, выглядит следующим образом:

[3\text{Cu} + 8\text{HNO}_3 \rightarrow 3\text{Cu(NO}_3\text{)}_2 + 2\text{NO} + 4\text{H}_2\text{O}]

Это уравнение показывает, как медь окисляется до ионов меди, а азотная кислота восстанавливается до оксида азота (II).

1. Сначала определяем окислительно-восстановительные потенциалы каждого компонента реакции. Для Cu: Cu -> Cu2+ + 2e- (E° = 0.34 В), для HNO3: HNO3 + 3H+ + 3e- -> NO + 2H2O (E° = 0.96 В).
2. Сравниваем потенциалы и видим, что Cu обладает меньшим потенциалом, поэтому он будет окисляться, а HNO3 будет восстанавливаться.
3. Разбиваем реакцию на полуреакции, чтобы уравнять количество переданных электронов. Для Cu: Cu -> Cu2+ + 2e-, для HNO3: 2HNO3 + 6H+ + 6e- -> 2NO + 4H2O.
4. Суммируем полуреакции и получаем уравнение реакции: Cu + 4HNO3 -> Cu(NO3)2 + 2NO + 2H2O.