Чтобы уравнять химическое уравнение ( \text{MnO}_2 + \text{HCl} \rightarrow \text{MnCl}_2 + \text{Cl}_2 + \text{H}_2\text{O} ) методом электронного баланса, следуйте следующим шагам:
1. Напишите окислительно-восстановительные полуреакции.
В этом уравнении марганец ((\text{Mn})) изменяет свою степень окисления, а также хлор ((\text{Cl})).
- Марганец в (\text{MnO}_2) имеет степень окисления +4.
- В (\text{MnCl}_2) марганец имеет степень окисления +2.
- Хлор в (\text{HCl}) имеет степень окисления -1.
- В (\text{Cl}_2) хлор имеет степень окисления 0.
2. Запишите полуреакции окисления и восстановления.
- Окисление: (\text{Cl}^- \rightarrow \text{Cl}_2)
- Восстановление: (\text{Mn}^{4+} \rightarrow \text{Mn}^{2+})
3. Уравняйте количество электронов в полуреакциях.
- Окисление: (2\text{Cl}^- \rightarrow \text{Cl}_2 + 2e^-)
- Восстановление: (\text{Mn}^{4+} + 2e^- \rightarrow \text{Mn}^{2+})
4. Составьте общее уравнение.
Для этого нужно уравнять число электронов, переданных в процессе окисления и восстановления:
Полуреакции:
- (2\text{Cl}^- \rightarrow \text{Cl}_2 + 2e^-)
- (\text{Mn}^{4+} + 2e^- \rightarrow \text{Mn}^{2+})
5. Соедините полуреакции в одно уравнение.
Теперь их можно объединить, так как количество электронов совпадает:
[
\text{MnO}_2 + 4\text{HCl} \rightarrow \text{MnCl}_2 + \text{Cl}_2 + 2\text{H}_2\text{O}
]
6. Проверьте массовый баланс.
Подтвердите, что количество атомов каждого элемента с обеих сторон уравнения совпадает:
- Марганец: 1 слева и 1 справа
- Хлор: 4 слева (в составе HCl) и 4 справа (2 в MnCl₂ и 2 в Cl₂)
- Водород: 4 слева (в составе HCl) и 4 справа (в составе 2H₂O)
- Кислород: 2 слева (в составе MnO₂) и 2 справа (в составе 2H₂O)
Таким образом, окончательное уравнение выглядит так:
[
\text{MnO}_2 + 4\text{HCl} \rightarrow \text{MnCl}_2 + \text{Cl}_2 + 2\text{H}_2\text{O}
]
Это уравнение полностью сбалансировано как по элементам, так и по зарядам.