Oksidācijas reducēšanas jeb “redoks” reakcijas ir viena no galvenajām ķīmijas reakciju klasifikācijām. Reakcijas obligāti ietver elektronu pārvietošanu no vienas sugas uz otru. Ķīmiķi elektronu zudumu sauc par oksidēšanu un elektronu pieaugumu par reducēšanos. Ķīmiskā vienādojuma līdzsvarošana attiecas uz procesu, kā pielāgot katra reaģenta un produkta skaitļus tā, lai savienojumi būtu reakcijas bultiņas kreisajā un labajā pusē - attiecīgi reaģenti un produkti - satur vienādu skaitu katra veida atoms. Šis process ir pirmā termodinamikas likuma sekas, kas nosaka, ka matēriju nevar ne radīt, ne iznīcināt. Redoksa reakcijas šo procesu veic vienu soli tālāk, līdzsvarojot arī elektronu skaitu katrā pusē bultiņa, jo tāpat kā atomiem, arī elektroniem ir masa, un tāpēc tos regulē pirmais termodinamika.
Uzrakstiet nesabalansēto ķīmisko vienādojumu uz papīra un identificējiet oksidējamās un reducējamās sugas, pārbaudot atomu lādiņus. Piemēram, ņemiet vērā nelīdzsvarotu permanganāta jonu MnO4 (-) reakciju, kur (-) apzīmē lādiņu uz negatīvs un oksalāta jons, C2O4 (2-) skābes klātbūtnē, H (+): MnO4 (-) + C2O4 (2-) + H (+) → Mn (2+) + CO2 + H2O. Skābeklis savienojumos gandrīz vienmēr pieņem divu negatīvu lādiņu. Tādējādi, MnO4 (-), ja katrs skābeklis uztur divus negatīvus lādiņus un kopējais lādiņš ir negatīvs, tad mangānam jāuzrāda pozitīvs septiņu lādiņš. C2O4 (2-) ogleklis līdzīgi uzrāda pozitīvu trīs lādiņu. No produkta puses mangāna lādiņš ir pozitīvs divi un ogleklis ir pozitīvs četri. Tādējādi šajā reakcijā mangāns tiek samazināts, jo tā lādiņš samazinās, un ogleklis tiek oksidēts, jo tā lādiņš palielinās.
Uzrakstiet atsevišķas reakcijas - ts pusreakcijas - oksidēšanās un reducēšanās procesiem un iekļaujiet elektronus. Mn (+7) MnO4 (-) kļūst par Mn (+2), uzņemot vēl piecus papildu elektronus (7 - 2 = 5). Visam skābeklim, kas atrodas MnO4 (-), kā blakusproduktam jākļūst par ūdeni, H2O, un ūdens nevar veidoties ar ūdeņraža atomiem H (+). Tāpēc vienādojuma kreisajā pusē jāpievieno protoni, H (+). Līdzsvarotā pusreakcija tagad kļūst par MnO4 (-) + 8 H (+) + 5 e → Mn (2+) + 4 H2O, kur e apzīmē elektronu. Oksidācijas pusreakcija līdzīgi kļūst par C2O4 (2-) - 2e → 2 CO2.
Līdzsvaro kopējo reakciju, nodrošinot, ka elektronu skaits oksidēšanās un reducēšanās pusreakcijās ir vienāds. Turpinot iepriekšējo piemēru, oksalāta jonu C2O4 (2-) oksidēšanā iesaistīti tikai divi elektroni, turpretī mangāna reducēšana - piecus. Līdz ar to visa mangāna pusreakcija ir jāreizina ar divām un visa oksalāta reakcija jāreizina ar piecām. Tas palielinās elektronu skaitu katrā pusreakcijā līdz 10. Abas pusreakcijas tagad kļūst par 2 MnO4 (-) + 16 H (+) + 10 e → 2 Mn (2+) + 8 H2O un 5 C2O4 (2-) - 10 e → 10 CO2.
Iegūstiet līdzsvarotu kopējo vienādojumu, summējot abas līdzsvarotās pusreakcijas. Ņemiet vērā, ka mangāna reakcija ietver 10 elektronu pieaugumu, savukārt oksalāta reakcija ietver 10 elektronu zudumu. Tāpēc elektroni atceļas. Praktiski tas nozīmē, ka pieci oksalāta joni kopā pārnes 10 elektronus uz diviem permanganāta joniem. Apkopojot, kopējais līdzsvarotais vienādojums kļūst par 2 MnO4 (-) + 16 H (+) + 5 C2O4 (2-) → 2 Mn (2+) + 8 H2O + 10 CO2, kas ir līdzsvarots redoksvienādojums.