ПРИМЕР 3. (пропущено ключевое вещество слева)

 

… + KMnO₄ ®N₂ + MnO₂ + KOH + …

 

1. Определим степени окисления элементов, чтобы понять, все ли ключевые вещества указаны в схеме:

 

… + KMn⁺⁷O₄ ®N₂⁰ + Mn⁺⁴O₂ + KOH + …

 

Степень окисления поменял марганец. Калий и кислород не поменяли степень окисления, в левой части схемы отсутствуют азот и водород. Скорее всего, второй элемент, поменявший степень окисления – азот.

2. Определим роль марганца в этой реакции: Mn⁺⁷+ 3 е ® Mn⁺⁴ – окислитель, значит азот будет восстановителем, то есть будет отдавать электроны и повышать степень окисления.

3. Степень окисления азота была ниже 0, а, так как в левой части уравнения нет ещё и водорода, логично предположить, что это водородное соединение азота. Это может быть аммиак или гидразин.

Для начала рассмотрим решение с аммиаком.

4. Составим баланс и начнем уравнивать схему, предварительно внеся аммиак в левую часть схемы:

2 N ^{– 3} – 6 е ® N₂⁰ 1

Mn⁺⁷+ 3 е ® Mn⁺⁴ 2

2 NH₃ + 2 KMn⁺⁷O₄ ® 1 N₂⁰ + 2 Mn⁺⁴O₂ + KOH + …

 

5. Уравняем калий:

2 NH₃ + 2 KMn⁺⁷O₄ ® 1 N₂⁰ + 2 Mn⁺⁴O₂ + 2 KOH + …

 

6. Теперь мы видим, что слева 6 атомов водорода, а справа только 2, слева 8 атомов кислорода, а справа 6, следовательно, побочным продуктом является вода:

2 NH₃ + 2 KMn⁺⁷O₄ ® 1 N₂⁰ + 2 Mn⁺⁴O₂ + 2 KOH + 2 H₂O

Окончательно решение выглядит так:

2 NH₃ + 2 KMn⁺⁷O₄ ® N₂⁰ + 2 Mn⁺⁴O₂ + 2 KOH + 2 H₂O

2 N ^{– 3} – 6 е ® N₂⁰ 1

Mn⁺⁷+ 3 е ® Mn⁺⁴ 2

 

NH₃ – восстановитель за счет N ^{– 3}

KMnO₄ – окислитель за счет Mn⁺⁷

Второй вариант – с участием гидразина:

N₂ ^{– 2} H₄ + KMn⁺⁷O₄ ® N₂⁰ + Mn⁺⁴O₂ + KOH + H₂O

2N ^{– 2} – 4 е ® N₂⁰ 3

Mn⁺⁷+ 3 е ® Mn⁺⁴ 4

3 N₂ ^{– 2} H₄ + 4 KMn⁺⁷O₄ ® 3 N₂⁰ + 4 Mn⁺⁴O₂ + 4 KOH + 4 H₂O

N₂H₄ – восстановитель за счет N ^{– 2}

KMnO₄ – окислитель за счет Mn⁺⁷