הגדרות
מְחַזֵּר הוא אטום (בודד או בחומר) שמוסר אלקטרונים, לכן המחזר עובר תהליך חִמְצוּן (חימצון), משמע המחזר הוא מְחֻמְצָן.
מְחַמְצֵן הוא אטום (בודד או בחומר) שמקבל אלקטרונים, לכן המחמצן עובר תהליך חִזּוּר (חיזור), משמע המחמצן הוא מְחֻזָּר.
את מעבר האלקטרונים של מחזר ומחמצן ניתן לתאר בעזרת "חצי תגובה" של חימצון או "חצי תגובה" של חיזור. בחצאי תגובות אלקטרונים יופיעו במגיבים או בתוצרים ובכך יציינו את מספר האלקטרונים שעוברים בתגובה.
דוגמאות
בחצי תגובת חימצון בה המגיב הוא מחזר האלקטרונים יופיעו כתוצר של התגובה, המחזר מוסר אלקטרונים. לדוגמה בחצאי תגובות הבאות:
Na(s) → Na⊕(aq) + e⊖
Cu(s) → Cu2⊕(aq) + 2e⊖
אטום נתרן מוסר אלקטרון אחד ונוצר קטיון נתרן חד ערכי בתגובה הראשונה. אטום נחושת מוסר שני אלקטרונים ונוצר קטיון נחושת דו ערכי בחצי התגובה השנייה.
בחצי תגובת חיזור בה מגיב המחמצן האלקטרונים יופיעו כמגיב של התגובה, המחמצן מקבל אלקטרונים. לדוגמה בחצאי תגובות הבאות:
Al3⊕(aq) + 3e⊖ → Al(s)
Fe2⊕(aq) + 2e⊖ → Fe(s)
קטיון תלת ערכי של אלומיניום מקבל שלושה אלקטרונים ליצירת אטום אלומיניום ניטרלי. קטיון דו ערכי של ברזל מקבל שני אלקטרונים ליצירת אטום ברזל ניטרלי בחצי התגובה השנייה.
כאשר נְתוּנוֹת שני חצאי התגובות, חימצון וגם חיזור, ניתן לחבר את התגובות יחדיו לתגובת חימצון חיזור (חִמְּזוּר) כוללת. בביצוע חיבור חצאי התגובות חשוב לשים לב להרחיב בהתאמה את מקדמי התגובה על ידי כפל כך שמספר האלקטרונים שעוברים בכל חצי תגובה יהיה שווה וְמספר האלקטרונים יצטמצמו לאחר החיבור.
לדוגמה, נתונות חצי תגובת חמצון של אטום נחושת בה נמסרים שני אלקטרונים על ידי המחזר. בנוסף נתונה חצי תגובת חיזור של קטיון אלומיניום שמקבל שלושה אלקטרונים ליצירת אטום ניטרלי. במצב כזה לא אפשרי לחבר את חצאי התגובות. בכדי לחבר את התגובות נכפיל את מקדמי התגובות בהתאמה (כפל בהצלבה לפי מקדמי האלקטרונים).
Cu(s) → Cu2⊕(aq) + 2e⊖
Al3⊕(aq) + 3e⊖ → Al(s)
↓
3Cu(s) → 3Cu2⊕(aq) + 6e⊖
2Al3⊕(aq) + 6e⊖ → 2Al(s)
אחרי ההכפלה של המקדמים הסטויכיומטרים בחצאי התגובות בהתאמה לפי כמות האלקטרונים נחבר את חצי התגובות לקבלת תגובת חמצון חיזור (חימזור) כוללת
3Cu(s) + 2Al3⊕(aq) → 3Cu2⊕(aq) + 2Al(s) ; 6e⊖
בחיבור התגובות לתגובה כוללת נבחין כי עוברים בסך הכל שישה אלקטרונים בתגובה. שלושה אטומי נחושת מוסרים שישה אלקטרונים, שני קטיונים של אלומיניום מקבלים שישה אלקטרונים.
טכניקה לבדיקה עצמית
נבדוק כי סכום המטענים במגיבים ובתוצרים שווה זה לזה. בדוגמה הנתונה במגיבים המטען הכולל הוא 6+ כיוון שיש שני יוני אלומיניום תלת ערכיים. בתוצרים המטען הכולל הוא 6+ גם כן כיוון שיש שלושה יוני נחושת דו ערכיים. לכן נאמר שהתגובה מאוזנת.