Расставим степени окисления, чтобы определить их изменение.
Al⁰ + H⁺N⁺⁵O₃⁻²(конц.) ⇒ Al₂⁺³O₃⁻² + N⁻³H₄⁺N⁺⁵O₃⁻²
Меняется степень окисления у алюминия, из свободного он переходит в оксид, а в части нитратных катионов азот приобретает электроны и переходит в катион аммония.
Для составления электронно-ионного баланса запишем уравнение в ионном виде:
Al + H⁺ + NO₃⁻ ⇒ Al₂O₃ + NH₄⁺ + NO₃⁻
В электронно-ионном способе уравнивания при необходимости в уравнение включается вода и ее составляющие (Н⁺ или ОН⁻) и составляются отдельно реакции окисления и восстановления - полуреакции, находится общее кратное передаваемых и принимаемых электронов, полуреакции умножаются на дополнительные множители и суммируются.
1) 2Аl⁰ + 3H₂O - 6e → Al₂O₃ + 6H⁺ |4 окисление, Al -восстановитель
2) NO₃⁻ + 10H⁺ + 8e → NH₄⁺ + 3H₂O |3 восстановление, NO₃⁻ окислитель
Т.к. в первой полуреакции в формулу оксида входят два атома алюминия, сразу поставили 2 перед алюминием в левой части. Чтобы обеспечить оксиду кислород, добавили в левую часть 3 молекулы воды, а ионы водорода от нее поставили в левую. Для компенсации заряда этих 6 протонов убрали из левой части 6 электронов.
Во второй полуреакции нужно было обеспечить 4 водорода для аммония и еще 6 для образования 3 молекул воды из кислорода нитратного иона. Для уравнивания заряда обеих частей ввели в левую 8 электронов.
₊ 8Аl⁰ + 12H₂O - 24e → 4Al₂O₃ + 24H⁺
3NO₃⁻ + 30H⁺ + 24e → 3NH₄⁺ + 9H₂O
8Аl + 3H₂O + 3NO₃⁻ + 6H⁺ → 4Al₂O₃ + 3NH₄⁺
Добавим не участвовавшие нитрат-ионы, по 3 в каждую часть, и сложим соединения из ионов.
8Al + 3H₂O + 3NO₃⁻ +3NO₃⁻ + 6H⁺ = 4Al₂O₃ + 3NH₄⁺ + 3NO₃⁻
8Аl + 6НNO₃ + 3H₂O = 4Al₂O₃ + 3NH₄NO₃