Как расставить коэффициенты методом электронного баланса: пошагово

Чтобы расставить коэффициенты методом электронного баланса, найдите элементы, у которых изменилась степень окисления, подсчитайте, сколько электронов атом отдаёт и сколько принимает, уравняйте эти числа через наименьшее общее кратное (НОК) и только потом подберите коэффициенты у остальных веществ. Главное правило: сколько электронов отдал восстановитель, столько же принял окислитель.

Ниже — степени окисления, алгоритм из шести шагов, пять разобранных примеров от горения фосфора до диспропорционирования, типичные ошибки и самопроверка. Тема есть и в ОГЭ, и в ЕГЭ.

Что такое ОВР, окислитель и восстановитель

В окислительно-восстановительной реакции (ОВР) у какого-либо элемента меняется степень окисления: электроны переходят от одних атомов к другим. В реакции Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂ цинк меняет степень окисления с 0 до +2, а водород — с +1 до 0. В реакции обмена NaOH + HCl → NaCl + H₂O степени окисления не меняются: это не ОВР, и коэффициенты в уравнении реакции расставляют обычным подбором по атомам. Подсказка: если в реакции участвует простое вещество, это почти всегда ОВР.

Названия ролей кажутся «наоборот»: восстановитель отдаёт электроны и сам окисляется, а окислитель принимает их и сам восстанавливается.

Как определить степень окисления

Степень окисления — условный заряд атома в соединении, который получится, если считать все связи ионными, то есть полностью смещёнными к более электроотрицательному атому. Правила такие:

1. В простом веществе (Fe, O₂, Cl₂) степень окисления равна 0.
2. У одноатомного иона она равна заряду: Na⁺ — +1, Cl⁻ — −1.
3. Сумма степеней окисления всех атомов в нейтральной молекуле равна 0, в сложном ионе — заряду иона.
4. Постоянны: щелочные металлы (Li, Na, K) — +1; Mg, Ca, Ba, Zn — +2; Al — +3; фтор — −1.
5. Водород в соединениях с неметаллами +1, в гидридах металлов (NaH, CaH₂) −1.
6. Кислород почти всегда −2. Исключения: в пероксидах (H₂O₂, Na₂O₂) он −1, в OF₂ — +2.

Пример: сера в H₂SO₄. Сумма 2·(+1) + x + 4·(−2) = 0 даёт x = +6. Полезно знать границы. Высшая положительная степень окисления, как правило, равна номеру группы в школьной таблице Менделеева (группы I–VIII): S — +6, Mn — +7. Низшая у неметаллов равна номеру группы минус 8: S — −2, Cl — −1. Элемент в высшей степени окисления может быть только окислителем (Mn⁺⁷ в KMnO₄, N⁺⁵ в HNO₃), в низшей — только восстановителем (S⁻² в H₂S, I⁻¹ в HI), в промежуточной — и тем и другим.

Проверьте уравнение. Когда коэффициенты найдены, внесите формулы в валидатор реакций Chemistar: он посчитает атомы каждого элемента слева и справа. Он проверяет только баланс атомов, а электронный баланс и возможность самой реакции нужно проверять самому. Группу элемента видно в интерактивной таблице Менделеева. Раздел реакций открывается после бесплатной регистрации.

Алгоритм электронного баланса по шагам

1. Запишите схему реакции и расставьте степени окисления над всеми элементами.
2. Найдите элементы, у которых степень окисления изменилась. Обычно их два, иногда это один элемент в двух ролях.
3. Составьте электронные уравнения: сколько электронов атом отдаёт или принимает. Подпишите роли. Для O₂, Cl₂ считайте электроны на все атомы.
4. Найдите НОК числа отданных и принятых электронов и разделите его на каждое число — получите множители.
5. Поставьте множители перед веществами с этими элементами, слева и справа.
6. Уравняйте остальные атомы, обычно в порядке: металлы, кислотные остатки, водород. Проверьте по кислороду и замените стрелку знаком «=».

Разбор пяти примеров от простого к сложному

Пример 1. Горение фосфора

P + O₂ → P₂O₅. В простых веществах степень окисления 0. В оксиде кислород −2, значит, фосфор +5.

• P⁰ − 5e⁻ → P⁺⁵ — окисление, фосфор — восстановитель;
• O₂⁰ + 4e⁻ → 2O⁻² — восстановление, кислород — окислитель.

НОК(5; 4) = 20. Множитель у фосфора 20 : 5 = 4, у кислорода 20 : 4 = 5. Получаем 4P + 5O₂ = 2P₂O₅ (4 атома фосфора — это 2 формулы P₂O₅). Проверка: P 4 = 4, O 10 = 10.

Пример 2. Медь и концентрированная азотная кислота

Cu + HNO₃(конц.) → Cu(NO₃)₂ + NO₂ + H₂O. Степень окисления меняют медь (0 → +2) и азот (+5 → +4 в NO₂). Азот в нитрате меди остаётся +5.

• Cu⁰ − 2e⁻ → Cu⁺² — восстановитель, множитель 1;
• N⁺⁵ + 1e⁻ → N⁺⁴ — окислитель, множитель 2.

Ставим 2 перед NO₂. Азота справа 2 (в соли) + 2 (в NO₂) = 4, значит, слева 4HNO₃, а водород даёт 2H₂O. Итог: Cu + 4HNO₃ = Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O. Проверка по кислороду: 12 = 6 + 4 + 2. Кислота играет две роли: окислителем стали две из четырёх молекул, остальные дали нитрат-ионы для соли. С разбавленной кислотой образуется NO, коэффициенты другие, поэтому смотрите на условие.

Пример 3. Перманганат калия в кислой среде

KMnO₄ + FeSO₄ + H₂SO₄ → MnSO₄ + Fe₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + H₂O. В кислой среде перманганат восстанавливается до соли марганца(II): Mn +7 → +2. Железо: +2 → +3.

• Mn⁺⁷ + 5e⁻ → Mn⁺² — окислитель, множитель 2;
• 2Fe⁺² − 2e⁻ → 2Fe⁺³ — восстановитель, множитель 5.

Железо взято парой, потому что в Fe₂(SO₄)₃ два атома. НОК(5; 2) = 10. Ставим 2KMnO₄, 2MnSO₄, 10FeSO₄, 5Fe₂(SO₄)₃. Калия слева 2, значит, K₂SO₄ один. Сульфат-ионов справа 2 + 15 + 1 = 18, из них 10 уже есть в FeSO₄, остальные 8 дадут 8H₂SO₄. Водород (16 атомов) уходит в 8H₂O.

2KMnO₄ + 10FeSO₄ + 8H₂SO₄ = 2MnSO₄ + 5Fe₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + 8H₂O. Проверка по кислороду: слева 8 + 40 + 32 = 80, справа 8 + 60 + 4 + 8 = 80. Серная кислота создаёт среду, степень окисления серы не меняется. В нейтральной среде перманганат даёт MnO₂, в сильнощелочной — манганат K₂MnO₄.

Пример 4. Диспропорционирование хлора в горячей щёлочи

Диспропорционирование — реакция, в которой один элемент одновременно и окисляется, и восстанавливается. Cl₂ + NaOH(гор. р-р) → NaCl + NaClO₃ + H₂O. Хлор меняет степень окисления с 0 до −1 (в NaCl) и с 0 до +5 (в NaClO₃).

• Cl⁰ + 1e⁻ → Cl⁻¹ — окислитель, множитель 5;
• Cl⁰ − 5e⁻ → Cl⁺⁵ — восстановитель, множитель 1.

Слева хлор один, а ролей две, поэтому множители сначала ставим справа: 5NaCl и 1NaClO₃. Всего 6 атомов хлора, то есть 3Cl₂. Натрия справа 6, значит, 6NaOH, а водород даёт 3H₂O. Итог: 3Cl₂ + 6NaOH = 5NaCl + NaClO₃ + 3H₂O. Проверка по кислороду: 6 = 3 + 3. В холодном растворе идёт другая реакция: Cl₂ + 2NaOH = NaCl + NaClO + H₂O.

Пример 5. Внутримолекулярная ОВР: разложение бертолетовой соли

Во внутримолекулярной ОВР окислитель и восстановитель находятся в одном веществе: чаще это атомы разных элементов, но бывает и один элемент в разных степенях окисления (NH₄NO₂ = N₂ + 2H₂O: N⁻³ — восстановитель, N⁺³ — окислитель). Разберём KClO₃ → KCl + O₂ (нагревание, катализатор MnO₂): хлор меняется с +5 до −1, кислород — с −2 до 0.

• Cl⁺⁵ + 6e⁻ → Cl⁻¹ — окислитель, множитель 2;
• 2O⁻² − 4e⁻ → O₂⁰ — восстановитель, множитель 3.

НОК(6; 4) = 12. Итог: 2KClO₃ = 2KCl + 3O₂. Проверка: K 2 = 2, Cl 2 = 2, O 6 = 6. Роль называют у элемента: хлор в степени окисления +5 — окислитель, кислород −2 — восстановитель.

Частые ошибки в методе электронного баланса

• Забыли про индекс. В O₂, Cl₂, Fe₂(SO₄)₃ электроны считают на все атомы, меняющие степень окисления: O₂ принимает 4e⁻, а не 2.
• Перепутали роли. Если степень окисления выросла, элемент отдал электроны и он восстановитель.
• Приняли исключение за правило. В H₂O₂ кислород −1, в NaH водород −1.
• Посчитали окислителем всю кислоту. Часть молекул, как HNO₃ в примере 2, лишь поставляет кислотный остаток.
• Меняли индексы. Коэффициенты ставят перед формулами, индексы остаются прежними.
• Не учли среду. От неё зависит продукт, как в примере 3.

Как проверить себя и что спрашивают на экзамене

Проверяйте так: число отданных электронов равно числу принятых; атомов каждого элемента слева и справа поровну, кислород последним; окислитель и восстановитель названы.

Метод прямо назван в документах ФИПИ. В демоверсии ОГЭ 2026 года задание 20 (до 3 баллов) просит расставить коэффициенты методом электронного баланса в схеме Fe(OH)₃ + HI → FeI₂ + I₂ + H₂O и указать окислитель и восстановитель. Решите сами, ответ для сверки: Fe⁺³ + 1e⁻ → Fe⁺² (множитель 2), 2I⁻¹ − 2e⁻ → I₂⁰ (множитель 1), то есть 2Fe(OH)₃ + 6HI = 2FeI₂ + I₂ + 6H₂O.

В демоверсии ЕГЭ 2026 года задание 29 из части 2 (до 2 баллов) требует выбрать из перечня окислитель и восстановитель, записать уравнение ОВР, составить электронный баланс и назвать роли. Эталон демоверсии — 3MnCl₂ + 2KMnO₄ + 2H₂O = 5MnO₂ + 2KCl + 4HCl: Mn⁺⁷ и Mn⁺² приходят к одной степени окисления +4.

В части 1 ЕГЭ 2026 года ОВР проверяет задание 19 (базовый уровень, 1 балл): например, соответствие между уравнением реакции и изменением степени окисления восстановителя. В проекте демоверсии ОГЭ 2027 года задание 20 (до 3 баллов) — схема Cr(OH)₃ + Br₂ + KOH → K₂CrO₄ + KBr + H₂O, эталон 2Cr(OH)₃ + 3Br₂ + 10KOH = 2K₂CrO₄ + 6KBr + 8H₂O. В проекте демоверсии ЕГЭ 2027 года в задании 29 эталон K₂Cr₂O₇ + 6KI + 7H₂SO₄ = Cr₂(SO₄)₃ + 3I₂ + 4K₂SO₄ + 7H₂O.

Частые вопросы

Вывод

Метод электронного баланса держится на одном равенстве: электронов отдано столько, сколько принято. Расставьте степени окисления, составьте электронные уравнения, уравняйте их через НОК, дополните остальные коэффициенты и сверьте атомы каждого элемента, прежде всего кислорода. Следите за индексами, средой и исключениями, а пять примеров выше разберите без подсказок.

Потренируйтесь на заданиях. В банке Chemistar более 2300 заданий по химии с разборами, среди них тема «Окислительно-восстановительные реакции» и остальные темы. Все задания в формате первой части ЕГЭ с кратким ответом; заданий ОГЭ и развёрнутых заданий вроде № 29 в банке нет. ИИ-чат может ошибаться и имеет дневной лимит, поэтому сверяйтесь с алгоритмом. Попробуйте 7 дней бесплатно, тарифы: 590 ₽ за месяц, 1490 ₽ за 3 месяца, 4990 ₽ за год.