Для решения задачи о расстановке коэффициентов в данном уравнении, а также для определения окислителя и восстановителя, необходимо выполнить несколько шагов.
1. Запишем уравнение реакции:
[ \text{HNO}_3 + \text{HCl} = \text{Cl}_2 + \text{NO} + \text{H}_2\text{O} ]
2. Определим степени окисления элементов:
- В азотной кислоте (HNO₃): азот имеет степень окисления +5.
- В соляной кислоте (HCl): хлор имеет степень окисления -1.
- В хлоре (Cl₂): хлор имеет степень окисления 0.
- В оксиде азота (NO): азот имеет степень окисления +2.
- В воде (H₂O): водород имеет степень окисления +1, кислород -2.
3. Определим изменения степеней окисления:
- Азот в HNO₃ изменяет степень окисления с +5 до +2 (в NO).
- Хлор в HCl изменяет степень окисления с -1 до 0 (в Cl₂).
4. Определим окислитель и восстановитель:
- Окислитель: вещество, которое принимает электроны. В данном случае азот в HNO₃ снижает свою степень окисления с +5 до +2.
- Восстановитель: вещество, которое отдаёт электроны. В данном случае хлор в HCl увеличивает свою степень окисления с -1 до 0.
5. Составим полуреакции:
- Полуреакция восстановления (азот):
[ \text{NO}_3^- + 4\text{H}^+ + 3e^- \rightarrow \text{NO} + 2\text{H}_2\text{O} ]
- Полуреакция окисления (хлор):
[ 2\text{Cl}^- - 2e^- \rightarrow \text{Cl}_2 ]
6. Уравняем количество электронов:
Чтобы уравнять количество электронов, необходимо умножить полуреакцию восстановления на 2, а полуреакцию окисления на 3:
- Полуреакция восстановления (умножена на 2):
[ 2\text{NO}_3^- + 8\text{H}^+ + 6e^- \rightarrow 2\text{NO} + 4\text{H}_2\text{O} ]
- Полуреакция окисления (умножена на 3):
[ 6\text{Cl}^- - 6e^- \rightarrow 3\text{Cl}_2 ]
7. Сложим уравнения:
[ 2\text{NO}_3^- + 8\text{H}^+ + 6\text{Cl}^- \rightarrow 2\text{NO} + 4\text{H}_2\text{O} + 3\text{Cl}_2 ]
8. Добавим водородные ионные соединения:
[ 2\text{HNO}_3 + 6\text{HCl} \rightarrow 2\text{NO} + 4\text{H}_2\text{O} + 3\text{Cl}_2 ]
Итоговое уравнение с коэффициентами:
[ 2\text{HNO}_3 + 6\text{HCl} \rightarrow 3\text{Cl}_2 + 2\text{NO} + 4\text{H}_2\text{O} ]
Окислитель и восстановитель:
- Окислитель: HNO₃ (азот в степени окисления +5).
- Восстановитель: HCl (хлор в степени окисления -1).
Итак, уравнение реакции с расставленными коэффициентами выглядит следующим образом:
[ 2\text{HNO}_3 + 6\text{HCl} \rightarrow 3\text{Cl}_2 + 2\text{NO} + 4\text{H}_2\text{O} ]