A redoxiegyenletek rendezésére általánosan elterjedt eljárás (1-3), valamennyi kémiatankönyv ezt ismerteti egyenletrendezés címén. Az eljárás három fõ részbõl áll:

1. A reakcióegyenletben szereplõ atomok töltésének (kovalens vegyületek esetén névleges töltésének), az ún. oxidációs számnak a megállapítása.

2. A felvett és leadott elektronok számának egyenlõségébõl az oxidálószer és a redukálószer, illetve a belõlük képzõdött anyagok mólarányának meghatározása.

3. A 2. részben meghatározott mólarányokból, mint ismert sztöchiometriai együtthatókból kiindulva a hiányzó sztöchiometriai együtthatók megállapítása a láncszabállyal.

Ennek megfelelõen például a CaH₂-ben a Ca oxidációs száma +2, ezért a H oxidációs száma -1; a F₂O-ban a F oxidációs száma -1, ezért az O oxidációs száma +2; a KO₂-ban a K oxidációs száma +1, ezért az O oxidációs száma -0,5; a H₂O₂-ban a H oxidációs száma +1, ezért az O oxidációs száma -1; a NaOH-ban a Na oxidációs száma +1, a H oxidációs száma +1, ezért az O oxidációs száma -2; a KHSO₄-ban a K oxidációs száma +1, a H oxidációs száma +1, az O oxidációs száma -2, ezért a S oxidációs száma +6; a KMnO₄-ban a K oxidációs száma +1, az O oxidációs száma -2, ezért a Mn oxidációs száma +7.

Könnyû belátni, hogy ez a szabály csak azokban az esetekben alkalmazható, ha a vegyületet alkotó atomok között legfeljebb egy olyan van, amely nem tagja a szabályban érintetteknek (F, alkálifém, alkáliföldfém, H, O). Minden más esetben az oxidációs szám megállapításához több-kevesebb szerkezeti (molekula-, ill. halmazszerkezeti) ismeretre van szükség. Például a CuSO₄-ben a S oxidációs számának helyes megállapításához tudnunk kell a Cu oxidációs számát, ehhez viszont tisztában kell lennünk a CuSO₄ halmazszerkezetével, nevezetesen azzal, hogy ez a vegyület egy ionvegyület és Cu²⁺-, valamint SO₄^2--ionokból áll. Az O oxidációs száma -2, az ionos szerkezetbõl következõen a Cu oxidációs száma +2, ezért a S oxidációs száma +6. Molekulaszerkezeti ismeretek szükségesek számos szerves vegyület alkotó atomjai oxidációs számának megállapításához is. Csak így lehet megmondani például azt, hogy a N-atom oxidációs száma a nitro-benzolban +3 és az anilinben -3. De pl. mennyi az alkotó atomok oxidációs száma a piritben (FeS₂), vagy a PH₄I-ban? (Ez utóbbi esetén ne felejtsük el, hogy a P és a H elektronegativitása azonos!) Ezeknek a problémáknak a mélyebb elemzése vezet arra a következtetésre, hogy bizonyos esetekben önkényesen választhatjuk meg egy-egy atom oxidációs számát, s innen már csak egy lépés a nem konvencionális oxidációs számok (vagy nevezzük inkább névleges töltésnek) bevezetése a redoxiegyenletek rendezésébe...

Az oxidációs számok vizsgálata során kiderül, hogy a mangán oxidációs száma +7-rõl +2-re változott, a klór oxidációs száma pedig -1-rõl 0-ra nõtt.

A felvett és a leadott elektronok mennyisége akkor egyezik meg, ha az oxidációs részfolyamatot 5-tel megszorozzuk:

A részfolyamatokba beírt együtthatókat azonban nem minden esetben írhatjuk be az eredeti reakcióegyenletbe! Elõször meg kell vizsgálnunk, hogy az oxidációs és a redukciós részfolyamatokban feltüntetett különbözõ oxidációs állapotú elemek csak a jelölt részfolyamatokban vesznek-e részt. Példánkban a Mn⁺⁷, mint KMnO₄, a Mn⁺², mint MnCl₂ és a Cl⁰, mint Cl₂ csak a jelölt redoxiátalakulásban vesz részt, de a Cl^-1, mint kloridion csak részben oxidálódik, másik része továbbra is kloridion marad. Az elõbbiekben megállapított együtthatókból tehát csak hármat írhatunk be az eredeti egyenletbe:

A további együtthatókat a láncszabály alapján kaphatjuk meg.

Néhány további példa arra, hogy az oxidációs számok megváltozása alapján hány együtthatót lehet megállapítani különbözõ redoxireakciók esetén:

Látható, hogy vannak olyan reakciók, amelyeknél a redoxi szempontból történõ elemzés csak két sztöchiometriai együtthatót eredményez. Az egyenletrendezés harmadik részéhez (a láncszabályhoz) azonban ez is jelentõs segítség.

Az oxidációs szám alapján történõ egyenletrendezés egyik változata az ún. félreakciók (vagy ion-elektron részreakciók) módszere. A redoxireakciók lényegét leginkább kihangsúlyozó egyenletrendezési eljárás (1-3). Lényege, hogy külön-külön elõállítjuk az oxidáció és a redukció rendezett egyenletét. Ezeket a részreakciókat az anyagmérleg és a töltésmérleg felhasználásával, vizes oldatok esetén vízmolekulák, hidroxidionok és hidrogénionok (oxóniumionok) felvételével nyerhetjük. Az oxidáció és a redukció rendezett egyenletét oly módon összegezzük, hogy a bennük szereplõ elektronok kiessenek. Nézzük például a

ionegyenlet rendezését a félreakciók módszerével!

Elõször az oxidációs részfolyamat egyenletét szerkesztjük meg:

1) az oxidációban résztvevõ részecskék:

2) az anyagmérleg alapján:

3) a töltésmérleg alapján:

Ezt követõen a redukciós félreakciót írjuk fel:

1) a redukcióban résztvevõ részecskék:

2) anyagmérleg a Br-ra:

3) anyagmérleg az O-re:

4) anyagmérleg a H-re:

5) a töltésmérleg alapján:

A két félreakció egyenletét oly módon kell összeadni, hogy a bennük szereplõ elektronok kiessenek, tehát az oxidációs félreakció egyenletének ötszörösét kell összegezni a redukciós félreakcióval:

A kapott egyenlet:

illetve egyszerûsítve:

Az ion-elektron részreakciókkal való mûveletek megismerése alapvetõ fontosságú az elektródfolyamatok felírása szempontjából.

- Példaként nézzük meg a víz redukciós részfolyamatának megszerkesztését! A redukció elektronfelvételt jelent:

A vízmolekulát alkotó H⁺¹ és O^-2 közül a H⁺¹ tud elektront felvenni és H⁰-vá redukálódni;

Egy mól hidrogéngáz keletkezéséhez 2 mól elektron felvétele szükséges:

1. Kolb, D.: J.Chem.Educ., 55 (1978) 326.
2. Ebbing, D.D.: General Chemistry, Houghton Mifflin Company, Boston, 1984. p. 297.
3. Dillard, C.R., Goldberg, D.E.: Kémia (Reakciók, szerkezetek, tulajdonságok), Gondolat, Budapest, 1982. 108. o.