芬頓氧化法是在酸性條件下，H2O2在Fe2+存在下生成強氧化能力的羥基自由基(·OH)，并引發(fā)更多的其他活性氧，以實現(xiàn)對有機物的降解，其氧化過程為鏈式反應。其中以·OH產生為鏈的開始，而其他活性氧和反應中間體構成了鏈的節(jié)點，各活性氧被消耗，反應鏈終止。芬頓試劑中發(fā)生的化學反應：
Fe2+ + H2O2 → Fe3++ OH- + OH· ①
化學式中，1mol的H2O2與1mol的Fe2+反應后生成1mol的Fe3+，同時伴隨生成1mol的OH-外加1mol的羥基自由基。正是羥基自由基的存在，使得芬頓試劑具有強的氧化能力。據(jù)計算在pH=4的溶液中，·OH自由基的氧化電勢高達2.73V。在自然界中，氧化能力在溶液中僅次于氟氣。因此，持久性有機物，特別是通常的試劑難以氧化的芳香類化合物及一些雜環(huán)類化合物，在芬頓試劑面前全部被無選擇氧化降解掉。
H2O2 + Fe2+ → Fe3+ + O2·+ 2H+ ②
O2 + Fe2+ → Fe3+ + O2· ③
從化學反應式中可以看出，芬頓試劑中除了產生1mol的OH·自由基外，還伴隨著生成1mol的過氧自由基O2·，但是過氧自由基的氧化電勢只有1.3V左右，所以，在芬頓試劑中起主要氧化作用的是OH·自由基。
