化学には、還元反応と酸化反応の種類があります。 2つの反応が同時に発生する場合、これをレドックス反応と呼びます。酸化還元反応中、失われる電子の数は、得られる電子の数と同じです。
酸化還元反応はバッテリーで発生し、電気エネルギーを生成します。この反応は、腐食や錆、髪の毛を染めるプロセス、リンゴの腐敗にも見られます。酸化還元反応は、燃料として液体水素を使用するため、オゾンホールの開口部にも影響を与えるようです。
さらに、レドックス反応は、製薬、生物学、工業、冶金、農業の分野で広く使用されています。この反応はまた、緑の植物によって実行される光合成プロセスを通じて太陽エネルギーを取り込むのに役立ちます。
酸化還元反応のバランスをとるために、酸化数法と電子イオン法の2つの方法で行うことができます。
酸化数法
酸化数を用いてレドックス反応を均一化する方法は、酸化剤と還元剤の酸化数を変えることに基づいています。
（また読む：レドックス反応の種類）
化学反応式と酸化数法のバランスをとる手順は次のとおりです。
- 骨格式を書き留めます。
- 各元素の酸化数を計算します。
- 原子あたりの酸化数の増減を計算し、酸化剤と還元剤を特定します。
- これらの増加と減少が同じでない場合は、酸化剤と還元剤に適切な整数を掛けて、酸化数の増加と減少の合計を等しくします。
- 水素と酸素以外のすべての原子のバランスを取ります。
- 次の2つのステップで水素と酸素のバランスを取ります。
- 酸性の設定では、H分子を追加します2Oを酸素欠乏側に、水素原子をH +イオンとして水素欠乏側に追加します。
- アルカリ性の設定でH分子を追加します2酸素欠乏側へのO。水素の場合、H分子を追加します2水素不足側にOを付け、反対側に同数のOHイオンを加えます。
電子イオン法
一方、電子イオンを用いた等化法は、半酸化反応で失われる電子は、半還元反応で得られる電子と同じであるという原理に基づいています。
酸化還元反応と電子イオン法のバランスを取るための手順は次のとおりです。
- 骨格式を書き留めます。
- 各元素の酸化数を計算します。
- 酸化種と還元種を特定します。
- 骨格式を2つの半反応、すなわち半酸化反応と半還元反応に分けます。
- 2つの半反応のバランスを別々に取ります。
- 酸化数が変化した元素の原子のバランスを取ります。
- 電荷のバランスを取るために必要な側に電子を追加します。
- H分子を追加して酸素原子のバランスをとる2酸素不足側で十分なO。
- （酸性または中性雰囲気で）H +イオンを追加するか、H分子を追加して、H原子のバランスを取ります。2Oは、不足している水素とOHイオンの同じ側に必要です-反対側（アルカリ性の設定）。
- 2つの半反応式に適切な整数を掛けて、1つの半反応式で得られる電子の総数が他の半反応式で失われる電子の数と等しくなるようにします。
