Методом электронно-ионных уравнений составьте уравнение реакции: 1) no2+h2o®hno3+no определите возможность самопроизвольного протекания реакции.

Для составления уравнения реакции методом электронно-ионного баланса (методом полуреакций) и определения возможности её протекания, разделим процесс на этапы. 1. Составление электронно-ионных уравнений В данной реакции диоксид азота $N{O}_2$ выступает одновременно и как окислитель, и как восстановитель (реакция диспропорционирования). Окисление (азот переходит из +4 в +5): $N{O}_2+H_{2}O-e^{-}N{O}_3^{-}+2H^{+}$Восстановление (азот переходит из +4 в +2): $N{O}_2+2H^{+}+2e^{-}NO+H_{2}O$Для баланса электронов умножаем первое уравнение на 2, а второе на 1:

• $2\times [N{O}_2+H_{2}O-e^{-}N{O}_3^{-}+2H^{+}]$ $1\times [N{O}_2+2H^{+}+2e^{-}NO+H_{2}O]$

2. Суммирование и сокращение Складываем левые и правые части: $2N{O}_2+2H_{2}O+N{O}_2+2H^{+}2N{O}_3^{-}+4H^{+}+NO+H_{2}O$Сокращаем подобные члены ( $H_{2}O$ и $H^{+}$): $3N{O}_2+H_{2}O2N{O}_3^{-}+2H^{+}+NO$Объединяем ионы в молекулы азотной кислоты: $3N{O}_2+H_{2}O2HN{O}_3+NO$3. Термодинамическая возможность протекания реакции Для определения возможности самопроизвольного протекания реакции при стандартных условиях необходимо рассчитать изменение энергии Гиббса ( $\Delta G^{\circ }$) или стандартную ЭДС системы ( $E^{\circ }$). Стандартные электродные потенциалы ( $E^{\circ }$):

• Для полуреакции восстановления $N{O}_2/NO$: $E_1^{\circ }\approx \mathrm{+1.03}$ В. Для полуреакции восстановления $N{O}_3^{-}/N{O}_2$ (обратная нашей реакции окисления): $E_2^{\circ }\approx \mathrm{+0.80}$ В.

Расчет ЭДС реакции: $E_{cell}^{\circ }=E_{katod}^{\circ }-E_{anod}^{\circ }$ $E_{cell}^{\circ }=1.03\text{В}-0.80\text{В}=\mathrm{+0.23}\text{В}$Вывод:

1. Так как $E_{cell}^{\circ }>0$, стандартное изменение энергии Гиббса будет отрицательным ( $\Delta G^{\circ }=-nF{E}^{\circ }$). Отрицательное значение $\Delta G^{\circ }$ указывает на то, что реакция термодинамически возможна и протекает самопроизвольно в прямом направлении при стандартных условиях. На практике эта реакция является основным промышленным способом получения азотной кислоты при поглощении диоксида азота водой.

Я могу рассчитать точное значение энергии Гиббса для этой реакции в кДж/моль, если вам необходимы численные термодинамические показатели. Хотите, чтобы я это сделал?