酸化還元または「レドックス」反応は、化学における主要な反応分類の1つです。 反応は必然的にある種から別の種への電子の移動を伴います。 化学者は、電子の喪失を酸化と呼び、電子の獲得を還元と呼びます。 化学反応式のバランスをとるということは、各反応物と生成物の数を調整して、化合物が 反応矢印の左側と右側（それぞれ反応物と生成物）には、同じ数の各タイプの 原子。 このプロセスは、熱力学の第1法則の結果を表しており、物質は作成も破壊もできないと述べています。 レドックス反応は、の両側の電子数のバランスをとることにより、このプロセスをさらに一歩進めます。 なぜなら、原子のように、電子は質量を持っているので、次の最初の法則によって支配されているからです。 熱力学。
不均衡な化学反応式を一枚の紙に書き、原子の電荷を調べることによって酸化および還元されている化学種を特定します。 たとえば、過マンガン酸イオンMnO4（-）の不平衡反応について考えてみます。ここで、（-）は 負イオン、および酸の存在下でのシュウ酸塩イオン、C2O4（2-）、H（+）：MnO4（-）+ C2O4（2-）+ H（+）→Mn（2 +）+ CO2 + H2O。 酸素は、ほとんどの場合、化合物の負の2の電荷を想定しています。 したがって、MnO4（-）は、各酸素が負の2電荷を維持し、全体の電荷が負の1である場合、マンガンは正の7の電荷を示す必要があります。 C2O4（2-）の炭素も同様に正の3の電荷を示します。 製品側では、マンガンは正の2の電荷を持ち、炭素は正の4の電荷を持っています。 したがって、この反応では、マンガンは電荷が減少するために還元され、炭素は電荷が増加するために酸化されます。
酸化および還元プロセスのために、半反応と呼ばれる別々の反応を記述し、電子を含めます。 MnO4（-）のMn（+7）は、さらに5つの電子（7-2 = 5）をとることにより、Mn（+2）になります。 ただし、MnO4（-）内の酸素は、副産物として水H2Oになる必要があり、水は水素原子H（+）と形成できません。 したがって、陽子H（+）を方程式の左辺に追加する必要があります。 平衡半反応は、MnO4（-）+ 8 H（+）+ 5 e→Mn（2 +）+ 4 H2Oになります。ここで、eは電子を表します。 酸化半反応も同様にC2O4（2-）-2e→2CO2になります。
酸化と還元の半反応における電子の数が等しくなるようにすることで、反応全体のバランスを取ります。 前の例を続けると、シュウ酸塩イオンC2O4（2-）の酸化には2つの電子しか含まれませんが、マンガンの還元には5つの電子が含まれます。 したがって、マンガンの半反応全体に2を掛け、シュウ酸塩の反応全体に5を掛ける必要があります。 これにより、各半反応の電子数が10になります。 2つの半反応式は、2 MnO4（-）+ 16 H（+）+ 10e→2Mn（2 +）+ 8 H2O、および5 C2O4（2-）-10e→10CO2になります。
2つのバランスの取れた半反応式を合計して、バランスの取れた全体方程式を取得します。 マンガン反応には10個の電子の獲得が含まれますが、シュウ酸塩反応には10個の電子の喪失が含まれることに注意してください。 したがって、電子はキャンセルされます。 実際には、これは、5つのシュウ酸塩イオンが合計10の電子を2つの過マンガン酸塩イオンに転送することを意味します。 合計すると、全体的な平衡方程式は2 MnO4（-）+ 16 H（+）+ 5 C2O4（2-）→2 Mn（2 +）+ 8 H2O + 10 CO2になり、平衡酸化還元方程式を表します。
