氧化还原反应

氧化还原反应（英语：Reduction-oxidation reaction）是在反应前后元素的氧化数具有相应的升降变化的化学反应。这种反应可以理解成由两个半反应构成，即氧化反应和还原反应。此类反应都遵守电荷守恒。在氧化还原反应里，氧化与还原必然以等量同时进行。

Reduction
Oxidant + e^– ⟶ Product
(Gain of Electrons) (Oxidation Number Decreases)

Oxidation
Reductant ⟶ Product + e^–
(Loss of Electrons) (Oxidation Number Increases)

氧化还原反应的两个部分

铁锈

篝火

氧化反应指还原剂失去电子，化合价上升；而还原反应是指氧化剂得到电子，化合价下降。

还原剂　+　氧化剂　→　氧化产物（氧化数升高）　+　还原产物（氧化数降低）

一般来说，同一反应中还原产物的还原性比还原剂弱，氧化产物的氧化性比氧化剂弱，这就是所谓“强还原剂制弱还原剂，强氧化剂制弱氧化剂”。换言之：

氧化剂得电子，化合价降低，会“消耗”自己的氧化能力将还原剂氧化，本身被还原
还原剂失电子，化合价升高，会“消耗”自己的还原能力将氧化剂还原，本身被氧化

举个例子︰

Xe^{-}+Y\to X+Ye^{-}

$Xe^{-}$ 被氧化（oxidized）， $Y$ 被还原（reduced）。

定义编辑

根据反应的实际情况，氧化还原有不同的定义。

根据电子得失编辑

氧化：失去电子。

还原：得到电子。

这个是最基本、终极的氧化还原的定义，亦是广义氧化还原的定义^[1]。

根据氧化数编辑

氧化：氧化数升高

还原：氧化数降低

有时候很难以电子得失作判断（例如哈伯法里面氢气和氮气的反应^[2]，生成物氨并不是离子化合物，电子由双方共有，没有一方原子“接受”或“给出”电子），那么就可以利用氧化数判断哪一方是被氧化、还原。

根据氧的得失编辑

氧化：得到氧

还原：失去氧

得到氧叫氧化，是最直接的想法。可是因为不是每个反应都涉及到氧的得失（例如金属钠和氯气的反应），所以这个是狭义氧化还原的定义。

根据氢的得失编辑

氧化：失去氢

还原：得到氢

是一个不太普遍的定义，常用于有机化学、生物化学。例子：一级醇氧化到醛的过程中，碳失去了一个氢，因此那是氧化反应。三级醇不能被氧化剂氧化，原因正是三级碳上没有氢。而加氢反应（烯烃生成烷烃、苯的伯奇还原^[3] 等）等是还原反应。

范例编辑

以酸性条件下过锰酸盐（ ${\ce {{MnO4}^{-}}}$ ）与草酸根（ ${\ce {{C2O4}^{2-}}}$ ）做为例子， ${\ce {{MnO4}^{-}}}$ 发生还原反应，故为氧化剂， ${\ce {{C2O4}^{2-}}}$ 发生氧化反应，故为还原剂。其还原半反应式为：

{\ce {{MnO4}^{-}+8H+ + 5e- -> Mn^2+ + 4H2O}}

而氧化半反应式为：

{\ce {{C2O4}^{2-}-> 2CO2 + 2e-}}

将两式中的电子消除得到：

{\ce {({MnO4}^{-}+ 8H+ + 5e- -> Mn^2+ + 4H2O)}}

\times 2

{\ce {({C2O4}^{2-}-> 2CO2 + 2e^{-})}}

\times 5

{\ce {2{MnO4}^{-}+ 5{C2O4}^{2-}+ 16H+ -> 2Mn^2+ + 10CO2 + 8H2O}}

特别例子： 应该注意的是，部分物质在某反应中是氧化剂，在另一个反应中却是还原剂。二氧化硫就是一个例子。以下方程式为二氧化硫与氧反应，形成三氧化硫：

{\ce {2SO2(4) + O2 -> 2SO3(6)}}

在这反应中，二氧化硫被氧化，因为硫的氧化数由4 增加至6，二氧化硫是还原剂。现在再看看另一个例子。二氧化硫与硫化氢的反应：

{\ce {SO2(4) + 2H2S -> 3S(0) + 2H2O}}

在这反应中，二氧化硫被还原成硫，二氧化硫是氧化剂。

所以不可以简单地说“某物质是氧化剂或还原剂”，需要说明某物质与什么物质进行化学反应。