8. Расставьте коэффициенты в реакции, используя метод электронного баланса: P + HNO3(разб) + Н2О → H3PO4 + NO. Укажите окислитель и восстановитель.

Решение:

Запишем исходное уравнение:

\( P^0 + HNO_3 + H_2O \rightarrow H_3PO_4 + NO \)

Определим степени окисления элементов:

• P: 0 → +5 (в H₃PO₄)
• N: +5 (в HNO₃) → +2 (в NO)
• O: -2
• H: +1

Составим полуреакции окисления и восстановления:

• Окисление: \( P^0 - 5e^- \rightarrow P^{+5} \)
• Восстановление: \( N^{+5} + 3e^- \rightarrow N^{+2} \)

Умножим первую полуреакцию на 3, вторую — на 5, чтобы уравнять число отданных и принятых электронов:

• \( 3 \times (P^0 - 5e^- \rightarrow P^{+5}) \Rightarrow 3P^0 - 15e^- \rightarrow 3P^{+5} \)
• \( 5 \times (N^{+5} + 3e^- \rightarrow N^{+2}) \Rightarrow 5N^{+5} + 15e^- \rightarrow 5N^{+2} \)

Теперь расставим коэффициенты в исходном уравнении:

\( 3P + 5HNO_3 + H_2O \rightarrow 3H_3PO_4 + 5NO \)

Уравняем водород и кислород:

• В правой части: 3 атома P, 5 атомов N, 3*4=12 атомов O (в H₃PO₄) + 5*1=5 атомов O (в NO) = 17 атомов O.
• В левой части: 5 атомов N, 3 атома P.

Добавим воду для уравнивания кислорода и водорода:

\( 3P + 5HNO_3 + 2H_2O \rightarrow 3H_3PO_4 + 5NO \)

Проверим баланс:

• P: слева 3, справа 3
• N: слева 5, справа 5
• H: слева 5*1 + 2*2 = 9. Справа 3*3 = 9.
• O: слева 5*3 + 2*1 = 17. Справа 3*4 + 5*1 = 12 + 5 = 17.

Уравнение сбалансировано.

Окислитель: HNO₃ (азот в степени окисления +5 принимает электроны).

Восстановитель: P (фосфор в степени окисления 0 отдает электроны).

Ответ: \( 3P + 5HNO_3 + 2H_2O \rightarrow 3H_3PO_4 + 5NO \). Окислитель — \( HNO_3 \), восстановитель — \( P \).