Una reazione di riduzione dell'ossidazione, o reazione "redox" in breve, comporta lo scambio di elettroni tra atomi. Al fine di determinare cosa succede a quali elementi in una reazione redox, è necessario determinare i numeri di ossidazione per ciascun atomo prima e dopo la reazione. I numeri di ossidazione rappresentano la carica potenziale di un atomo nel suo stato ionico. Se il numero di ossidazione di un atomo diminuisce in una reazione, si riduce. Se il numero di ossidazione di un atomo aumenta, viene ossidato.
Regole del numero di ossidazione generale

Per determinare il numero di ossidazione di un atomo, è necessario considerare una serie di regole generali. Innanzitutto, il numero di ossidazione delle sostanze elementari è zero. In secondo luogo, il numero di ossidazione di uno ione contenente solo un atomo è uguale alla carica di quello ione. In terzo luogo, la somma dei numeri di ossidazione degli elementi in un composto è uguale a zero. In quarto luogo, i numeri di ossidazione degli elementi in uno ione con più atomi si sommano alla carica complessiva.
Regole dei numeri di ossidazione specifici degli elementi

Un numero di elementi o gruppi di elementi hanno numeri di ossidazione prevedibili. Considera anche le seguenti regole. Innanzitutto, l'ossidazione di uno ione del gruppo 1A è +1. In secondo luogo, il numero di ossidazione di uno ione gruppo 2A è +2. In terzo luogo, il numero di ossidazione dell'idrogeno è in genere +1, a meno che non si combini con un metallo. In tal caso, ha un numero di ossidazione di -1. In quarto luogo, il numero di ossidazione dell'ossigeno è in genere -2. In quinto luogo, il numero di ossidazione di uno ione fluoro in un composto è sempre -1.
Determinazione dei numeri di ossidazione

Le regole del numero di ossidazione aiutano a determinare i numeri di ossidazione di elementi sconosciuti nell'equazione chimica. Ad esempio, considerare la seguente equazione chimica:

Zn + 2HCl -> Zn2 + + H2 + 2Cl-

Sul lato sinistro, lo zinco ha un numero di ossidazione pari a zero. L'idrogeno è legato a un non metallo e quindi ha un numero di ossidazione di +1. La carica netta di HCl è zero, quindi il cloro ha un numero di ossidazione di -1. Sul lato destro, lo zinco ha un numero di ossidazione di +2, che è identico alla sua carica ionica. L'idrogeno si presenta nella sua forma elementare e quindi ha un numero di ossidazione pari a zero. Il cloro ha ancora un numero di ossidazione di -1.
Confronto tra i due lati

Per determinare cosa è ossidato e cosa si riduce in una reazione redox, è necessario tenere traccia delle variazioni dei numeri di ossidazione tra i due lati dell'equazione. Nell'equazione sopra, lo zinco è iniziato con zero e si è concluso a +2. L'idrogeno è iniziato a +1 e si è concluso a zero. Il cloro è rimasto a -1. Il numero di ossidazione dello zinco è aumentato. Pertanto, lo zinco è stato ossidato. Il numero di ossidazione dell'idrogeno è diminuito. Pertanto, l'idrogeno è stato ridotto. Il cloro non ha subito variazioni nel numero di ossidazione e pertanto non è stato né ridotto né ossidato.