Давайте рассмотрим окислительно-восстановительную реакцию и уравняем её коэффициенты методом электронного баланса.
- Реакция: ( \text{Fe} + \text{Cl}_2 \rightarrow \text{FeCl}_3 )
Шаг 1: Определим степени окисления для всех элементов в исходных веществах и продуктах реакции.
- Для железа ((\text{Fe})) в исходном состоянии степень окисления равна 0.
- Для хлора ((\text{Cl}_2)) в молекулярной форме степень окисления равна 0.
- В продукте (\text{FeCl}_3) железо ((\text{Fe})) имеет степень окисления +3 (потому что каждая хлорная (Cl) иона имеет степень окисления -1).
Шаг 2: Определим, какие элементы окисляются и восстанавливаются.
- Железо ((\text{Fe})) окисляется с 0 до +3 (потеря 3 электронов на атом железа).
- Хлор ((\text{Cl})) восстанавливается с 0 до -1 (приобретение 1 электрона на атом хлора).
Шаг 3: Напишем полуреакции окисления и восстановления.
Окисление: (\text{Fe}^0 \rightarrow \text{Fe}^{3+} + 3e^-)
Восстановление: (\text{Cl}_2^0 + 2e^- \rightarrow 2\text{Cl}^-)
Шаг 4: Балансировка электронов.
Для того чтобы уравнять количество потерянных и приобретенных электронов, умножим полуреакцию восстановления на 3 и полуреакцию окисления на 2:
Окисление: (2\text{Fe}^0 \rightarrow 2\text{Fe}^{3+} + 6e^-)
Восстановление: (3\text{Cl}_2^0 + 6e^- \rightarrow 6\text{Cl}^-)
Шаг 5: Сложим полуреакции вместе.
(2\text{Fe} + 3\text{Cl}_2 \rightarrow 2\text{Fe}^{3+} + 6\text{Cl}^-)
Шаг 6: Напишем полное уравнение реакции с учетом ионов.
(2\text{Fe} + 3\text{Cl}_2 \rightarrow 2\text{FeCl}_3)
Итак, окончательное уравнение реакции с уравненными коэффициентами:
(2\text{Fe} + 3\text{Cl}_2 \rightarrow 2\text{FeCl}_3)
Теперь рассмотрим вторую реакцию:
- Реакция: (\text{FeO} + \text{H}_2\text{O})
Эта реакция не является окислительно-восстановительной, потому что здесь не происходит изменения степени окисления элементов. Это пример реакции гидратации или гидролиза. В данном случае реакция не определена полностью, так как не указаны продукты. Если мы предположим, что речь идет о гидролизе оксида железа (II) в воде, то реакция может выглядеть следующим образом:
(\text{FeO} + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{Fe(OH)}_2)
В этой реакции железо (II) остается в степени окисления +2 и не изменяет свою степень окисления, поэтому метод электронного баланса здесь не применяется.