תגובת חימצון תמיד מלווה בתגובת חיזור. משמע שמסירת אלקטרונים מהאטום המחזר מלווה בקבלת אלקטרונים על ידי האטום המחמצן. במילים אחרות בתגובת חימצון-חיזור חייבים להיות גם מחמצן וגם מחזר. עלייה בדרגת חימצון של אטום אחד מחייבת ירידה בדרגת חימצון של אטום אחר. נבחן חומרים מחמצנים.
מְחַמְצֵן (oxidant) הוא אטום (בודד או בחומר) שמקבל אלקטרונים מאטום מחזר (בודד או בחומר). בטבע יש מגוון רחב של מחמצנים ביניהם מחמצנים אורגניים וגם מחמצנים אי-אורגניים. חומרים מחמצנים נפוצים כוללים את:
-
- מי חמצן H2O2 (מימן על חמצני) הוא רכיב נפוץ בחומרי הלבנה, חומרי חיטוי וגם ריאגנט נפוץ בתגובות אורגניות. מי חמצן יעברו תגובת פירוק בסביבה מימית בקצב איטי לקבלת מים וגז חמצן. לכן מי חמצן הוא חומר מחמצן בטוח וקל לשימוש בתהליכים כימיים שונים.
- כּלור Cl2 (מכונה גם כְּלוֹרִין) משמש בעיקר לטיהור וחיטוי מים הודות ליכולת החזקה שלו לחמצן בקטריות שמגיעות למאגרי מים כמו בבריכות שחייה.
- אשלגן פרמנגנט KMnO4 (עַל-מַנְגָּנָטִי) הוא חומר מחמצן חזק ידוע שנפוץ מאוד בתהליכים כימיים במעבדות ובתעשייה. אשלגן פרמנגנט משמש גם כן לחיטוי מים ממקורות זיהום שונים.
- אוזון O3 הוא חומר מחמצן עבור חומרים אורגניים עם קשרים כפולים בשלד הפחמני. אוזון מפורסם עבור תגובת האוֹזוֹנוֹלִיזָה בתחום כימיה אורגנית. בתגובה זו האוזון גורם לביקוע של השלד הפחמני ולפירוק התרכובת האורגנית לתוצרים עם מבנה קטן ו/או פשוט יותר וכך המגיב האורגני מאבד את תכונותיו.
- נתרן תת כלורי NaOCl (באנגלית sodium hypochlorite) הרכיב הפעיל במוצר הניקיון המפורסם ׳אקונומיקה׳. נתרן-תת כלורי הוא חומר מחמצן חזק והודות לכך הוא חומר ניקוי וחיטוי מועיל ונוח לשימוש. הריכוז של נתרן תת כלורי במוצר אקונומיקה הוא בדרך כלל כ-3%, ובכל זאת מומלץ תמיד להשתמש בזהירות ולפי הוראות הבטיחות והשימוש על תווית המוצר.
הערות
פרט לאטומים ממשפחת הגזים האציליים שלא משתתפים בתגובות כימיות, לכל אטום יש דרגת חימצון מרבית ומזערית.
כאשר אטום במצב של דרגת חימצון מרבית (ד״ח מקסימלית, maximal), מצב בו דרגת החימצון שווה למספר האלקטרונים הערכיים של אותו אטום (ערכיות), האטום יתפקד כמחמצן בלבד.
בדרגת חימצון מרבית כל האלקטרונים הערכיים נמסרו ולכן לאטום יש רמת אנרגית ערכית ריקה. במצב כזה אטום יכול רק לקבל אלקטרונים. במצב כזה האטום יתפקד כמחמצן בלבד.