Для расстановки коэффициентов методом ионно-электронного баланса в уравнении реакции MnSO4 + Br2 + NaOH = Na2MnO4 + NaBr + Na2SO4 + H2O, следует выполнить следующие шаги:
1. Определить степени окисления элементов в соединениях:
MnSO4 (марганец) - степень окисления Mn: +2
Br2 (бром) - степень окисления Br: 0
NaOH (натрий гидроксид) - степень окисления Na: +1, степень окисления O: -2, степень окисления H: +1
Na2MnO4 (перманганат натрия) - степень окисления Mn: +7, степень окисления O: -2, степень окисления Na: +1
NaBr (бромид натрия) - степень окисления Br: -1, степень окисления Na: +1
Na2SO4 (сульфат натрия) - степень окисления S: +6, степень окисления O: -2, степень окисления Na: +1
H2O (вода) - степень окисления O: -2, степень окисления H: +1
2. Записать неизвестные коэффициенты перед соединениями.
MnSO4 + Br2 + NaOH = Na2MnO4 + NaBr + Na2SO4 + H2O
x y z k l m n
3. Составить уравнение для ионного баланса, используя степени окисления элементов:
Mn: x + z = k
Br: 2y = l
Na: x + z = 2k + l + m + 2n
S: x = m
O: 4x + 2y - 2z = 4k + 2l - 2m + n
H: z = 2n
4. Решить полученную систему уравнений:
Из уравнений Mn: x + z = k и Na: x + z = 2k + l + m + 2n
Получаем: k = l + m + 2n
Из уравнений H: z = 2n и O: 4x + 2y - 2z = 4k + 2l - 2m + n
Подставляем k = l + m + 2n: 4x + 2y - 2z = 4(l + m + 2n) + 2l - 2m + n
Упрощаем: 4x + 2y - 2z = 6l + 6m + 14n
Из уравнения Br: 2y = l
Получаем: l = 2y
Из уравнения S: x = m
Получаем: m = x
Из уравнения Na: x + z = 2k + l + m + 2n
Подставляем l = 2y и m = x: x + z = 2k + 2y + x + 2n
Упрощаем: z = 2k + 2y + 2n
Из уравнения H: z = 2n
Получаем: n = z / 2
Из уравнения Na: x + z = 2k + l + m + 2n
Подставляем l = 2y, m = x и n = z / 2: x + z = 2k + 2y + x + 2(z / 2)
Упрощаем: z = 2k + 2y
Из уравнения O: 4x + 2y - 2z = 6l + 6m + 14n
Подставляем l = 2y, m = x и n = z / 2: 4x + 2y - 2z = 6(2y) + 6x + 14(z / 2)
Упрощаем: 4x + 2y - 2z = 12y + 6x + 7z
Далее упрощениями и приведением подобных, мы получаем следующие значения коэффициентов:
x = 4, y = 2, z = 4, k = 4, l = 4, m = 4, n = 2
Итак, окончательное сбалансированное уравнение реакции будет выглядеть следующим образом:
4MnSO4 + 2Br2 + 4NaOH = 4Na2MnO4 + 4NaBr + 4Na2SO4 + 2H2O