В задании Х-17 было необходимо расставить коэффициенты в уравнении
p CₙH₂ₙ₊₁NH₂ + q O₂ = x CO₂ + y N₂ + z H₂O
29.01.2025 под публикацией, посвящённой разбору этой задачи, пользователь «Алексей Брызгалов» высказал в сообщении интересную мысль:
Давайте разберём предложенный подход к решению более подробно. Азот в амине как самый электроотрицательный элемент имеет низшую степень окисления –3, а окисляется до 0:
N⁻³ – 3e⁻ = N⁰
Поскольку молекула азота двухатомна, то это лучше сразу учесть, удвоив коэффициенты в уравнении процесса окисления:
2N⁻³ – 6e⁻ = N⁰₂
С молекулярным кислородом O₂, выступающим в роли окислителя, ситуация аналогична, поэтому удвоим коэффициенты и в его случае и составим диаграмму электронного баланса:
Четыре атома азота N⁻³ фактически означают 4 молекулы амина, то есть 4n атомов углерода и 4·(2n + 3) атомов водорода. Из этого напрямую вытекает следующее.
Во-первых, 4nатомов углерода образуют 4n молекул CO₂ , на которые понадобится 4n молекул O₂ .
Во-вторых, 4·(2n + 3) атомов водорода войдут в состав 4·(2n + 3)/2 = (4n + 6) молекул воды, для образования которых, в свою очередь, понадобится (4n + 6)/2 = (2n + 3) молекул O₂.
Таким образом выходит, что на взаимодействие с четырьмя молекулами амина всего нужно 4n + (2n + 3) = 6n + 3 молекул O₂ . В итоге получается сбалансированное уравнение горения амина:
4CₙH₂ₙ₊₁NH₂ + (6n + 3)O₂ = 4nCO₂ + 2N₂ + (4n + 6)H₂O
Кстати, в составленной диаграмме электронного баланса фигурируют только азот и кислород, что делает уравнение верными при n = 0 – в этом случае оно вырождается в реакцию горения аммиака:
4NH₃ + 3O₂ = 2N₂ + 6H₂O
Другие задания, имеющиеся на канале, можно найти здесь: