Расставить коэффициенты методом электронного баланса Na+H2O=NaOH+H2

Для расстановки коэффициентов в реакции между натрием (Na) и водой (H₂O), в результате которой образуется гидроксид натрия (NaOH) и водород (H₂), можно использовать метод электронного баланса.

1. Запишем полное уравнение реакции. [ \text{Na} + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{NaOH} + \text{H}_2 ]

2. Определим окислительно-восстановительные процессы. В этой реакции натрий (Na) окисляется, а водород в воде восстанавливается.

   • Натрий (Na) в нулевой степени окисления (0) отдаёт один электрон и переходит в ион натрия (Na⁺) с +1: [ \text{Na} \rightarrow \text{Na}^+ + e^- ]

   • Вода (H₂O) восстанавливается, и водород из воды (в степени окисления +1) переходит в молекулу водорода (H₂, где степень окисления 0): [ 2\text{H}_2\text{O} + 2e^- \rightarrow \text{H}_2 + 2\text{OH}^- ]

3. Сравнение количества электронов. Чтобы уравнять количество электронов, которые отдаются натрием, и количество электронов, которые принимаются водородом, мы можем записать два уравнения так, чтобы количество электронов было одинаковым.

   В нашем случае:

   • Один натрий отдает 1 электрон, а один водород требует 2 электрона. Это значит, что нужно удвоить количество натрия: [ 2\text{Na} + 2\text{H}_2\text{O} \rightarrow 2\text{NaOH} + \text{H}_2 ]

4. Проверка уравнения. Теперь проверим, сбалансированы ли атомы:

   • Слева: 2 Na, 4 H (2 от H₂O), 2 O
   • Справа: 2 Na (в NaOH), 4 H (2 от 2 NaOH и 2 от H₂), 2 O (в 2 NaOH)

   Все атомы сбалансированы.

5. Итоговое уравнение. Таким образом, итоговое сбалансированное уравнение реакции будет: [ 2\text{Na} + 2\text{H}_2\text{O} \rightarrow 2\text{NaOH} + \text{H}_2 ]

Коэффициенты в этой реакции равны 2 для Na, 2 для H₂O, 2 для NaOH и 1 для H₂.

Чтобы расставить коэффициенты в реакции ( \text{Na} + \text{H}_2\text{O} = \text{NaOH} + \text{H}_2 ) методом электронного баланса, необходимо выполнить несколько шагов:

1. Определяем окислительно-восстановительные процессы.

В данной реакции натрий ((\text{Na})) взаимодействует с водой. Натрий окисляется, отдавая электроны, а водород из воды восстанавливается, принимая электроны.

• Натрий ((\text{Na})) в исходном состоянии находится в степени окисления (0) (металл), а в продукте ((\text{NaOH})) он становится частью гидроксида натрия, где его степень окисления (+)1. Значит, натрий отдаёт 1 электрон: [ \text{Na}^0 \rightarrow \text{Na}^+ + 1e^- ]

• Водород ((\text{H})) из воды ((\text{H}_2\text{O})) имеет степень окисления (+)1. В молекулярном водороде ((\text{H}_2)) степень окисления становится (0). Значит, водород принимает 1 электрон: [ 2\text{H}^+ + 2e^- \rightarrow \text{H}_2 ]

2. Уравниваем число отданных и принятых электронов.

• Натрий отдаёт 1 электрон, а для восстановления молекулы водорода ((\text{H}_2)) требуется 2 электрона.
• Чтобы уравнять процесс передачи электронов, нужно взять 2 атома натрия: [ 2\text{Na} \rightarrow 2\text{Na}^+ + 2e^- ] Таким образом, число отданных и принятых электронов становится равным.

3. Записываем соотношение веществ.

Теперь, учитывая баланс электронов, составляем промежуточное уравнение: [ 2\text{Na} + \text{H}_2\text{O} \rightarrow 2\text{NaOH} + \text{H}_2 ]

4. Проверяем атомный баланс.

• Слева: (2) атома натрия, (2) атома водорода (в воде) и (1) атом кислорода.
• Справа: (2) атома натрия, (2) атома водорода (в гидроксиде натрия), (1) атом кислорода и (2) атома водорода (в молекулярном водороде (\text{H}_2)).

Все атомы уравнены.

5. Окончательный ответ.

Уравнение реакции с расставленными коэффициентами: [ 2\text{Na} + 2\text{H}_2\text{O} \rightarrow 2\text{NaOH} + \text{H}_2 ]

Пояснение.

• Натрий окисляется (отдаёт электроны), превращаясь в положительный ион натрия ((\text{Na}^+)).
• Водород из воды восстанавливается (принимает электроны) и выделяется в виде молекулярного водорода ((\text{H}_2)).
• Кислород остаётся в составе гидроксид-иона ((\text{OH}^-)), который вместе с (\text{Na}^+) образует гидроксид натрия ((\text{NaOH})).

Таким образом, метод электронного баланса позволяет расставить коэффициенты и понять, как происходит передача электронов в реакции.