Problema
Bilanciare la seguente reazione redox:
$H_2S+HNO_3\rightarrow S+NO+H_2O$
Svolgimento
Per bilanciare la reazione redox procediamo per step.
step 1
Individuiamo quali elementi variano il loro numero di ossidazione (n.o.) nel passaggio da reagenti a prodotti.
Nel nostro caso il n.o. dello zolfo passa da $-2$ in $H_2S$ a $0$ in $S$, cioè si ossida.
Mentre il n.o. dell’azoto passa da $+5$ in $HNO_3$ a $+2$ in $NO$, cioè si riduce.
Step 2
Scriviamo in forma dissociata la reazione di partenza, per evidenziare quali specie sono coinvolte nella reazione.
$2H^++S^{2-}+H^+ +NO_3^-\rightarrow S+NO+H_2O$
STEP 3
Scriviamo due semireazioni, la prima di ossidazione e la seconda di riduzione:
$S^{2-}\rightarrow S$
$NO_3^-\rightarrow NO$
STEP 4
Bilanciamo gli elementi che si ossidano e si riducono nelle due semireazioni.
Nel nostro caso non serve bilanciarli perché sia $S$ che $N$ sono bilanciati nelle due semireazioni.
STEP 5
Bilanciamo il numero di elettroni dovuti all’ossidazione e alla riduzione.
Nella semireazione di ossidazione lo zolfo passando da n.o. $-2$ a $0$ cederà $2e^-$ per ogni atomo, quindi aggiungeremo ai prodotti $2e^-$.
Nella semireazione di riduzione l’azoto passando da n.o. $+5$ a $+2$ acquisterà $3e^-$ per ogni atomo, quindi aggiungeremo ai reagenti $3e^-$.
$S^{2-}\rightarrow S+2e^-$
$NO_3^-+3e^-\rightarrow NO$
step 6
Bilanciamo la carica elettrica tra reagenti e prodotti in ciascuna semireazione.
Siccome la reazione avviene in ambiente acido ($HNO_3$) bilanceremo le cariche con la specie $H^+$. La semireazione di ossidazione è già bilanciata elettricamente, mentre per bilanciare quella di riduzione aggiungiamo $4H^+$ tra i reagenti e $2H_2O$ nei prodotti per bilanciare idrogeno e ossigeno
$S^{2-}\rightarrow S+2e^-$
$NO_3^-+3e^-+4H^+\rightarrow NO+2H_2O$
STEP 7
Moltiplichiamo i coefficienti stechiometrici delle semireazioni per avere lo stesso numero di $e^-$ in entrambe le semireazioni.
Nel nostro caso moltiplicheremo $\times 3$ la prima e $\times 2$ la seconda.
$3S^{2-}\rightarrow 3S+6e^-$
$2NO_3^-+6e^-+8H^+\rightarrow 2NO+4H_2O$
STEP 8
Sommiamo le due semireazioni.
$3S^{2-}+2NO_3^-+6e^-+8H^+\rightarrow 3S+6e^- + 2NO+4H_2O $
Da cui semplificando gli elettroni otteniamo la reazione bilanciata:
$3S^{2-}+2NO_3^-+8H^+\rightarrow 3S + 2NO+4H_2O $
STEP 9
Concludiamo riportando i coefficienti trovati nella reazione non dissociata di partenza.
La nostra reazione redox bilanciata sarà:
$3H_2S+2HNO_3\rightarrow 3S+2NO+4H_2O$