Oksidasjonsreduksjon eller "redoks" -reaksjoner representerer en av de viktigste reaksjonsklassifiseringene i kjemi. Reaksjonene involverer nødvendigvis overføring av elektroner fra en art til en annen. Kjemikere refererer til tap av elektroner som oksidasjon og til gevinsten av elektroner som reduksjon. Balansering av en kjemisk ligning refererer til prosessen med å justere antall av hver reaktant og produkt slik at forbindelsene på venstre og høyre side av reaksjonspilen - henholdsvis reaktantene og produktene - inneholder samme antall av hver type atom . Denne prosessen representerer en konsekvens av den første loven om termodynamikk, som sier at materie verken kan skapes eller ødelegges. Redoksreaksjoner tar denne prosessen ett skritt videre ved også å balansere antallet elektroner på hver side av pilen fordi elektroner, som atomer, har masse og derfor styres av den første loven om termodynamikk.
Skriv den ubalanserte kjemiske ligningen på et stykke papir og identifiser artene som oksideres og reduseres ved å undersøke ladningene på atomene. Tenk for eksempel på den ubalanserte reaksjonen av permanganation, MnO4 (-), der (-) representerer en ladning på ionet til negativ en, og oksalation, C2O4 (2-) i nærvær av en syre, H (+) : MnO4 (-) + C204 (2-) + H (+) → Mn (2+) + CO2 + H2O. Oksygen antar nesten alltid en ladning på negative to i forbindelser. MnO4 (-), således at hvert oksygen opprettholder en negativ to ladning og den totale ladningen er negativ, må manganen ha en ladning på positive syv. Karbonet i C2O4 (2-) viser tilsvarende en ladning på positive tre. På produktsiden har manganen en ladning på positive to og karbonet er positivt fire. I denne reaksjonen blir manganen således redusert fordi ladningen avtar og karbonet oksideres fordi ladningen øker.
Skriv separate reaksjoner - kalt halvreaksjoner - for oksidasjons- og reduksjonsprosessene og inkluder elektronene. Mn (+7) i MnO4 (-) blir Mn (+2) ved å ta på seg fem ekstra elektroner (7 - 2 = 5). Eventuelt oksygen i MnO4 (-) må imidlertid bli vann, H2O, som et biprodukt, og vannet kan ikke danne seg med hydrogenatomer, H (+). Derfor må protoner, H (+) legges til venstre side av ligningen. Den balanserte halvreaksjonen blir nå MnO4 (-) + 8 H (+) + 5 e → Mn (2+) + 4 H2O, hvor e representerer et elektron. Oksidasjonshalvereaksjonen blir på samme måte C2O4 (2-) - 2e → 2 CO2.
Balanserer den generelle reaksjonen ved å sikre at antall elektroner i oksidasjons- og reduksjonshalvreaksjonene er like. Fortsetter det forrige eksempel, oksidasjon av oksalationet, C2O4 (2-), involverer bare to elektroner, mens reduksjonen av mangan involverer fem. Følgelig må hele manganhalvreaksjonen multipliseres med to og hele oksalatreaksjonen må multipliseres med fem. Dette vil bringe antall elektroner i hver halvreaksjon til 10. De to halvreaksjonene blir nå 2 MnO4 (-) + 16 H (+) + 10 e → 2 Mn (2+) + 8 H2O, og 5 C2O4 (2) -) - 10 e → 10 CO2.
Få den balanserte samlede ligningen ved å summere de to balanserte halvreaksjonene. Legg merke til at manganreaksjonen inkluderer forsterkningen på 10 elektroner, mens oksalatreaksjonen innebærer tap av 10 elektroner. Elektronene avbryter derfor. Rent praktisk betyr dette at fem oksalationer overfører totalt 10 elektroner til to permanganationer. Når den summeres, blir den samlede balanserte ligningen 2 MnO4 (-) + 16 H (+) + 5 C2O4 (2-) → 2 Mn (2+) + 8 H2O + 10 CO2, som representerer en balansert redoks-ligning.