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Respuesta:
3P4 + 20HNO3 + 8H2O → 12H3PO4 + 20NO
Explicación:
Ecuación inicial : P4 + HNO3 + H2O → H3PO4 + NO
Paso 1. Se desmonta la reacción redox a las reacciones parciales.
Se determinan los números de la oxidación de cada átomo que aparece en la reacción.
P04 + H+1N+5O-23 + H+12O-2 → H+13P+5O-24 + N+2O-2
Se identifican los pares redox de todos los átomos que han sido oxidados (a los cuales se ha aumentado el número de la oxidación) y todos los átomos que han sido reducidos (a los cuales se ha reducido el número de oxidación). Se escribe la transferencia de los electrones. Cuidado, el número de los átomos que han sido oxidados, es decir reducidos en ambos lados de la ecuación, debe ser igual. Si es necesario, se escriben los coeficientes estequiométricos por delante de las especies.
O:P04 → 4H+13P+5O-24 + 20e-(P)
R:H+1N+5O-23 + 3e- → N+2O-2(N)
Se combinan los pares redox en dos reacciones parciales: una para la oxidación, y la otra para la reducción
O:P04 → 4H+13P+5O-24 + 20e-
R:H+1N+5O-23 + 3e- → N+2O-2
Paso 2. Se equilibran los átomos en las ecuaciones parciales a excepción del oxígeno y del hidrógeno.
O:P04 → 4H+13P+5O-24 + 20e-
R:H+1N+5O-23 + 3e- → N+2O-2
Se equilibran las cargas. En las reacciones en el medio ácido las cargas se equilibran añadiendo un ion H+ al lado que tiene falta de las cargas positivas.
O:P04 → 4H+13P+5O-24 + 20e- + 20H+
R:H+1N+5O-23 + 3e- + 3H+ → N+2O-2
Se equilibran los átomos del oxígeno. Se verifica si el número de los átomos es adecuado en el lado izquierdo de la ecuación a su número en el lado derecho de la misma. Si esto no es el caso, lo tenemos que equilibrar añadiendo moléculas de agua al lado con menos átomos de oxígeno.
O:P04 + 16H2O → 4H+13P+5O-24 + 20e- + 20H+
R:H+1N+5O-23 + 3e- + 3H+ → N+2O-2 + 2H2O
Las ecuaciones parciales equilibradas se pueden encontrar en numerosos manuales y en la web, en 'Tablas de potenciales de electrodos estándar'. En las tablas susodichas, según la convención, siempre se mencionan potenciales de electrodos para las reacciones parciales de la reducción. La reacción parcial de la oxidación es una reacción opuesta, y su potencial redox es el potencial estándar de reducción multiplicado por -1.
Paso 3. Se iguala el número de los electrones perdidos y recibidos. Dado que el número de los electrones librados en la reacción de la oxidación tiene que ser idéntico al número de electrones recibidos en la reacción de la reducción, multiplicaremos las dos ecuaciones por el factor que dará el multiplicador mínimo común.
O:P04 + 16H2O → 4H+13P+5O-24 + 20e- + 20H+| *3
R:H+1N+5O-23 + 3e- + 3H+ → N+2O-2 + 2H2O| *20
O:3P04 + 48H2O → 12H+13P+5O-24 + 60e- + 60H+
R:20H+1N+5O-23 + 60e- + 60H+ → 20N+2O-2 + 40H2O
Paso 4. Se suman las ecuaciones parciales.
3P04 + 20H+1N+5O-23 + 48H2O + 60e- + 60H+ → 12H+13P+5O-24 + 20N+2O-2 + 60e- + 40H2O + 60H+
Paso 5. Se acorta la ecuación. Las especies que aparecen en ambas ecuaciones sumadas se acortan. Si es necesario, la entera ecuación se divide por el divisor máximo común para que los coeficientes sean los mínimos posibles.
3P04 + 20H+1N+5O-23 + 8H2O → 12H+13P+5O-24 + 20N+2O-2
Y al final, siempre se verifica el equilibrio de las cargas y de los elementos.
ELEMENTO IZQUIERDA DERECHO DIFERENCIA
P 3*4 12*1 0
H 20*1 + 8*2 12*3 0
N 20*1 20*1 0
O 20*3 + 8*1 12*4 + 20*1 0
A continuación, se verifica si la suma de las cargas eléctricas en el lado izquierdo de la ecuación equivale a la suma en el lado derecho. No importa cuál sea la suma, siempre y cuando es idéntica en ambos lados.
3*0 + 20*0 + 8*0 = 12*0 + 20*0
0 = 0
Tachán! ecuación equilibrada.
Ecuación final: 3P4 + 20HNO3 + 8H2O → 12H3PO4 + 20NO