酸化還元反応または「レドックス」反応は、化学の主要な反応分類の1つです。反応には必然的に、ある種から別の種への電子の移動が含まれます。化学者は、電子の損失を酸化と呼び、電子の増加を還元と呼びます。化学式のバランス調整とは、反応矢印の左側と右側の化合物（反応物と生成物）にそれぞれ同じタイプの原子が含まれるように、各反応物と生成物の数を調整するプロセスを指します。 。このプロセスは、熱力学の第一法則の結果であり、物質は生成も破壊もできないと述べています。酸化還元反応は、原子のように電子が質量を持ち、したがって熱力学の第一法則によって支配されるため、矢印の両側の電子数のバランスをとることによって、このプロセスをさらに一歩進めます。
不均衡な化学式を紙に書き、原子の電荷を調べて酸化および還元されている化学種を特定します。たとえば、過マンガン酸イオン、MnO4（-）の不均衡な反応を考えてみましょう。（-）は負のイオンの電荷を表し、シュウ酸イオン、C2O4（2-）は酸、H（+）の存在下で：MnO4（-）+ C2O4（2-）+ H（+）→Mn（2+）+ CO2 + H2O。酸素は、ほとんど常に化合物の負の2の電荷を帯びています。したがって、MnO4（-）は、各酸素が負の2つの電荷を維持し、全体の電荷が負の1である場合、マンガンは正の7の電荷を示さなければなりません。 C2O4（2-）の炭素も同様に正の3つの電荷を示します。製品側では、マンガンは正の電荷2を持ち、炭素は正の電荷4です。したがって、この反応では、マンガンは電荷が減少するため減少し、炭素は電荷が増加するため酸化されます。
酸化および還元プロセス用に半反応と呼ばれる個別の反応を記述し、電子を含めます。 MnO4（-）のMn（+7）は、5つの追加の電子（7-2 = 5）をとることによりMn（+2）になります。ただし、MnO4（-）内の酸素は副産物として水H2Oにならなければならず、水は水素原子H（+）と形成できません。したがって、プロトンH（+）を方程式の左側に追加する必要があります。バランスの取れた半反応は、MnO4（-）+ 8 H（+）+ 5 e→Mn（2+）+ 4 H2Oになります。ここで、eは電子を表します。酸化半反応は、同様にC2O4（2-）-2e→2 CO2になります。
酸化および還元半反応の電子数が等しくなるようにすることで、反応全体のバランスを取ります。前の例を続けると、シュウ酸イオンであるC2O4（2-）の酸化には2つの電子しか関与しませんが、マンガンの還元には5つの電子が関与します。その結果、マンガン半反応全体に2を掛け、シュウ酸反応全体に5を掛けなければなりません。これにより、各半反応の電子数は10になります。2つの半反応は2 MnO4（-）+ 16 H（+）+ 10 e→2 Mn（2+）+ 8 H2O、および5 C2O4（2 -）-10 e→10 CO2。
2つのバランスの取れた半反応を合計することにより、バランスの取れた全体方程式を取得します。マンガン反応には10個の電子の増加が含まれますが、シュウ酸反応には10個の電子の損失が含まれます。したがって、電子はキャンセルされます。実際には、これは、5つのシュウ酸イオンが合計10の電子を2つの過マンガン酸イオンに移動することを意味します。合計すると、全体の平衡方程式は2 MnO4（-）+ 16 H（+）+ 5 C2O4（2-）→2 Mn（2+）+ 8 H2O + 10 CO2になり、平衡レドックス方程式を表します。