Условие задачи

Составьте уравнения окислительно-восстановительных реакций полного и неполного сгорания сероводорода. Укажите окислитель и восстановитель.

Решение

Нам дана задача по химии, а точнее – по тематике окислительно-восстановительных реакций в неорганической химии. Нужно составить уравнения полного и неполного сгорания H₂S (сероводорода) с указанием окислителя (окисляющего агента) и восстановителя (растворителя).

Ниже приведено подробное решение.

──────────────────────────────
1. Анализ задачи

При сгорании H₂S кислород (O₂) выступает как окислитель, а сам H₂S – как восстановитель. При этом сгорание может протекать по двум путям:

• Полное сгорание приводит к образованию диоксида серы (SO₂) и воды (H₂O). В этом случае атом серы переходит из степени –2 в +4.
• Неполное сгорание приводит к образованию элементарной серы (S) и воды. Здесь степень серы меняется с –2 на 0.

──────────────────────────────
2. Составление уравнений

а) Полное сгорание H₂S

Запишем уравнение реакции в виде:

H₂S + (3/2)O₂ → SO₂ + H₂O

Для того чтобы записать уравнение с целыми коэффициентами, умножим все части на 2:

2H₂S + 3O₂ → 2SO₂ + 2H₂O

Проверка баланса:
– Водород: 2 × 2 = 4 с левой стороны и 2 × 2 = 4 с правой.
– Сера: 2 атома с левой и 2 с правой.
– Кислород: 3O₂ дают 6 атомов кислорода; в продуктах 2SO₂ содержат 2×2 = 4 атома, и 2H₂O содержат 2 атома, всего 6.

Таким образом, уравнение сбалансировано.

б) Неполное сгорание H₂S

Запишем уравнение реакции, где продуктами будут элементарная сера (S) и вода:

H₂S + (1/2)O₂ → S + H₂O

Чтобы избавиться от дробных коэффициентов, умножим на 2:

2H₂S + O₂ → 2S + 2H₂O

Проверка баланса:
– Водород: 2H₂S дают 4 атома; 2H₂O – 4 атома.
– Сера: 2 атома слева и 2 атома в виде 2S.
– Кислород: O₂ – 2 атома; 2H₂O – 2 атома.

Уравнение сбалансировано.

──────────────────────────────
3. Определение агента окисления и восстановления

В обеих реакциях кислород (O₂) является окислителем, так как он принимает электроны (его атомы переходят из степени 0 в –2 в продуктах). Сероводород (H₂S) действует как восстановитель, так как атом серы в нем окисляется:

• В полном сгорании степень серы изменяется с –2 до +4.
• В неполном сгорании степень серы изменяется с –2 до 0.

──────────────────────────────
4. Итоговый ответ

Полное сгорание:
2H₂S + 3O₂ → 2SO₂ + 2H₂O

Неполное сгорание:
2H₂S + O₂ → 2S + 2H₂O

Окислитель: кислород (O₂).
Восстановитель: сероводород (H₂S).

Это и есть подробное решение задачи с использованием правил составления уравнений окислительно-восстановительных реакций в химии.