ГДЗ по химии, 9 класс, Габриелян, номер 24.7: Аллотропия углерода

Для решения задачи применим метод электронного баланса. Сначала определим степени окисления элементов в реагирующих веществах и продуктах реакции. Углерод C имеет степень окисления 0, азот в азотной кислоте HNO₃ — +5. В продуктах углерод в CO₂ имеет степень окисления +4, а азот в NO₂ — +4. Вода H₂O не участвует в окислительно-восстановительном процессе.

Составим схемы перехода электронов для элементов, меняющих степень окисления:

• Углерод теряет электроны (процесс окисления):
  0C-4e^-→+4C
• Азот принимает электроны (процесс восстановления):
  +5N+1e^-→+4N

Чтобы число отданных и принятых электронов было равным, найдем наименьшее общее кратное для чисел 4 и 1, которое равно 4. Следовательно, коэффициент при восстановителе (C) равен 1, а при окислителе (HNO₃, точнее при атоме азота в ней) равен 4. Запишем эти коэффициенты перед соответствующими веществами в уравнении реакции:

Теперь расставим коэффициенты перед остальными веществами по закону сохранения массы. Атомов углерода слева 1, справа в CO₂ тоже 1. Атомов азота слева 4, справа в NO₂ также 4. Проверим водород: слева 4 атома водорода в 4HNO₃, значит, справа должно быть 4 атома водорода, поэтому ставим коэффициент 2 перед водой H₂O. Теперь проверим кислород: слева 4×3=12 атомов кислорода. Справа: в CO₂ — 2 атома, в 4NO₂ — 4×2=8 атомов, в 2H₂O — 2 атома. Итого справа 2+8+2=12 атомов. Баланс сходится.

Итоговое уравнение реакции:

Определим окислитель и восстановитель:
Восстановитель — это вещество, отдающее электроны. Это углерод C⁰, так как его степень окисления повысилась до +4.
Окислитель — это вещество, принимающее электроны. Это азотная кислота HNO₃ (точнее, атом азота N⁺⁵), так как его степень окисления понизилась до +4.