电池如何为 便携式设备供电?为什么切开的鳄梨会变成褐色,或金属在水下会 生锈?这些过程由特定类型的化学反应驱动,涉及到电子 从一个原子转移到另一个原子。失去电子的原子被氧化,而得到电子的原子被还原。这些反应称为氧化还原作用或氧化 还原反应,其特征是一种或多种反应物 的氧化态发生变化。镁和浓盐酸之间的相互作用 是氧化还原反应的一个例子。这里,镁被氧化成 2 价镁离子,质子被还原成氢气。简单的化学方程式很容易配平。然而,由于大多数氧化还原方程很复杂,失去和得到的电子数必须是合理的。在配平氧化还原方程时,必须遵守质量守恒定律。每种元素的数量以及任何电子的获得或失去 都必须在反应两边达到平衡;因此,如果一种反应物被还原,另一种反应物必然被氧化。半反应法用于成功配平氧化还原 方程。请考虑高锰酸盐与草酸盐的反应。对于酸性水溶液,应指定 氧化态,并把反应分成其组成的 半反应。然后,配平每个半反应,省略氢和氧。这里,锰已经达到平衡,但是草酸盐的系数需要为 2;其次,通过增加水分子来配平 氧原子;第三,在需要时 通过添加质子来配平氢原子。通过添加电子来配平电荷。由于锰被还原,反应物一侧 添加了五个电子。相反,草酸盐被氧化;因此,生成物这边添加了两个电子。将半反应乘以一个整数,这样添加进去的电子数就相等了。最后,通过抵消两边的物质 来添加和简化平衡的半反应,从而得到平衡的氧化还原反应。对于碱性水溶液,过程 类似,但包括一个额外步骤。这里,在将平衡的半反应 相加之前,在反应的两边都加入 相等数量的氢氧根离子 来中和质子。