Phản ứng oxi hoá khử trong pin Leclanché liên quan đến hai phản ứng sau đây:

– anode (quá trình oxy hóa Zn): Zn → Zn2+ + 2e−– cathode (quá trình khử Mn(IV)): 2 MnO2 + 2NH4+ + 2e− → 2 MnO(OH) + 2 NH3

Quá trình phản ứng hóa học tạo ra điện trong một pin Leclanché bắt đầu khi các nguyên tử kẽm trên bề mặt của anode bị oxy hóa, tức là chúng bỏ hai electron hóa trị của chúng để trở thành ion Zn2+.Khi các ion Zn2+ di chuyển ra khỏi anode, để lại các electron trên bề mặt của nó, anode trở nên tích điện âm hơn cathode. Khi pin được nối trong một mạch điện bên ngoài, các electron dư thừa trên anode kẽm di chuyển qua mạch tới thanh cacbon, sự chuyển động của các electron tạo thành dòng điện.

Sau khi di chuyển qua toàn bộ mạch, khi các electron di chuyển vào cathode (thanh cacbon), chúng kết hợp với mangan dioxide (MnO2) và nước (H2O), phản ứng với nhau để tạo ra mangan(III) oxit (Mn2O3) và các ion hydroxide tích điện âm. Điều này đi kèm với phản ứng axit-base thứ cấp, trong đó các ion hydroxide (OH–) tiếp nhận một proton (H+) từ các ion amoni có trong chất điện li amoni chloride để tạo ra các phân tử amonia và nước.[8]

Zn(r) + 2 MnO2(r) + 2 NH4Cl(aq) → ZnCl2(aq) + Mn2O3(r) + 2 NH3(aq) + H2O(l),

hoặc nếu người ta cũng xem xét sự hydrat hóa của Mn2O3(r) sesquioxide thành Mn(III) oxy-hydroxide:

Zn(r) + 2 MnO2(r) + 2 NH4Cl(aq) → ZnCl2(aq) + 2 MnO(OH)(r) + 2 NH3(aq)

Theo cách khác, sự khử của Mn(IV) có thể tiến hành thêm, tạo thành Mn(II) hydroxide.

Zn(r) + 2MnO2(r) + 2 NH4Cl(aq) → ZnCl2(aq) + Mn(OH)2(r) + 2 NH3(aq)Chú thích: r: thể rắn; l: thể lỏng; aq: Hydrat