ในทางเคมีมีประเภทของปฏิกิริยารีดิวซ์และปฏิกิริยาออกซิเดชั่น หากทั้งสองปฏิกิริยาเกิดขึ้นพร้อมกันเราเรียกสิ่งนี้ว่าปฏิกิริยารีดอกซ์ ในระหว่างปฏิกิริยารีดอกซ์จำนวนอิเล็กตรอนที่สูญเสียจะเท่ากับจำนวนอิเล็กตรอนที่ได้รับ
ปฏิกิริยารีดอกซ์เกิดขึ้นในแบตเตอรี่และผลิตพลังงานไฟฟ้า ปฏิกิริยานี้สามารถพบได้ในการกัดกร่อนหรือสนิมกระบวนการย้อมผมและแอปเปิ้ลที่เน่าเปื่อย ปฏิกิริยารีดอกซ์ดูเหมือนจะมีผลกระทบต่อการเปิดรูโอโซนเนื่องจากการใช้ไฮโดรเจนเหลวเป็นเชื้อเพลิง
นอกจากนี้ปฏิกิริยารีดอกซ์ยังใช้กันอย่างแพร่หลายในสาขาเภสัชกรรมชีวภาพอุตสาหกรรมโลหะวิทยาและเกษตรกรรม ปฏิกิริยานี้ยังช่วยจับพลังงานแสงอาทิตย์ผ่านกระบวนการสังเคราะห์แสงที่ดำเนินการโดยพืชสีเขียว
ในการปรับสมดุลของปฏิกิริยารีดอกซ์เราสามารถทำได้ 2 วิธีคือวิธีเลขออกซิเดชันและวิธีอิเล็กตรอนไอออน
วิธีเลขออกซิเดชัน
วิธีการทำให้เท่ากันของปฏิกิริยารีดอกซ์โดยใช้เลขออกซิเดชั่นขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนเลขออกซิเดชันของตัวออกซิไดซ์และตัวรีดิวซ์
(อ่านเพิ่มเติม: ประเภทของปฏิกิริยารีดอกซ์)
ขั้นตอนในการปรับสมดุลสมการเคมีด้วยวิธีเลขออกซิเดชันมีดังต่อไปนี้
- เขียนสมการโครงร่าง
- คำนวณเลขออกซิเดชันสำหรับแต่ละองค์ประกอบ
- คำนวณการเพิ่มขึ้นหรือลดลงของเลขออกซิเดชันต่ออะตอมและระบุตัวออกซิไดซ์และตัวรีดิวซ์
- หากการเพิ่มและลดเหล่านี้ไม่เหมือนกันให้คูณตัวออกซิไดเซอร์และตัวรีดิวซ์ด้วยจำนวนเต็มที่เหมาะสมเพื่อทำให้เลขออกซิเดชันเพิ่มขึ้นและลดลงเท่ากัน
- สร้างสมดุลให้กับอะตอมอื่น ๆ ที่ไม่ใช่ไฮโดรเจนและออกซิเจน
- ปรับสมดุลไฮโดรเจนและออกซิเจนในสองขั้นตอนต่อไปนี้
- ในบรรยากาศที่เป็นกรดให้เพิ่มโมเลกุล H 2 O ในด้านที่ขาดออกซิเจนและเติมอะตอมของไฮโดรเจนเป็นไอออน H + ในด้านที่ขาดไฮโดรเจน
- ในการตั้งค่าอัลคาไลน์ให้เพิ่มโมเลกุล H 2 O ในด้านที่ขาดออกซิเจน สำหรับไฮโดรเจนให้เติมโมเลกุล H 2 O ลงในด้านที่ขาดไฮโดรเจนจากนั้นเติมไอออน OH จำนวนเท่ากันที่ด้านตรงข้าม
วิธีอิเล็กตรอนไอออน
ในขณะเดียวกันวิธีการทำให้เท่าเทียมกันโดยใช้อิออนของอิเล็กตรอนนั้นอาศัยหลักการที่ว่าอิเล็กตรอนที่สูญเสียไปในระหว่างปฏิกิริยาออกซิเดชั่นครึ่งหนึ่งจะเหมือนกับอิเล็กตรอนที่ได้รับในระหว่างปฏิกิริยาการลดครึ่งหนึ่ง
ขั้นตอนในการปรับสมดุลของปฏิกิริยารีดอกซ์ด้วยวิธีอิเล็กตรอนไอออนมีดังนี้:
- เขียนสมการโครงร่าง
- คำนวณเลขออกซิเดชันสำหรับแต่ละองค์ประกอบ
- ระบุชนิดที่ถูกออกซิไดซ์และลดลง
- แยกสมการโครงร่างออกเป็นสองปฏิกิริยาครึ่งหนึ่ง ได้แก่ ปฏิกิริยาครึ่งปฏิกิริยาออกซิเดชั่นและปฏิกิริยารีดิวซ์ครึ่ง
- ปรับสมดุลสองครึ่งปฏิกิริยาแยกกัน
- ทำให้อะตอมของธาตุสมดุลซึ่งได้รับการเปลี่ยนแปลงเลขออกซิเดชัน
- เพิ่มอิเล็กตรอนที่ด้านข้างที่จำเป็นในการปรับสมดุลของประจุ
- ปรับสมดุลอะตอมของออกซิเจนโดยการเพิ่มโมเลกุล H 2 O ให้เพียงพอในด้านที่ขาดออกซิเจน
- ปรับสมดุลอะตอม H โดยการเพิ่มไอออน H + (ในสภาพที่เป็นกรดหรือเป็นกลาง) หรือโดยการเพิ่มโมเลกุล H 2 O ที่ต้องการที่ด้านที่ขาดของไอออนไฮโดรเจนและ OH เดียวกันในด้านตรงข้าม (ในสถานะอัลคาไลน์)
- คูณครึ่งปฏิกิริยาทั้งสองด้วยจำนวนเต็มที่เหมาะสมเพื่อให้จำนวนอิเล็กตรอนทั้งหมดที่ได้จากครึ่งปฏิกิริยาเท่ากับจำนวนอิเล็กตรอนที่สูญเสียไปในอีกครึ่งปฏิกิริยา
