Γιατί ο διαχωρισμός του νερού σε χημική αλλαγή οξυγόνου και υδρογόνου;

Ο διαχωρισμός του νερού σε οξυγόνο και υδρογόνο είναι μια χημική αλλαγή επειδή η αρχική ουσία (νερό) υφίσταται χημική αντίδραση και μετατρέπεται σε νέες ουσίες (οξυγόνο και υδρογόνο). Αυτή η διαδικασία, γνωστή ως ηλεκτρόλυση, περιλαμβάνει την κατανομή των μορίων νερού (H2O) στα συστατικά τους στοιχεία, το οξυγόνο (Ο2) και το υδρογόνο (Η2), μέσω της εφαρμογής ενός ηλεκτρικού ρεύματος.

Κατά τη διάρκεια της ηλεκτρόλυσης, τα μόρια του νερού υποβάλλονται σε ένα ηλεκτρικό ρεύμα, το οποίο προκαλεί τη διάσπαση των μορίων H2O. Αυτή η διάσπαση συμβαίνει επειδή η ηλεκτρική ενέργεια παρέχει την ενέργεια (ενέργεια ενεργοποίησης) που απαιτείται για να σπάσει τους χημικούς δεσμούς που συγκρατούν τα μόρια του νερού μαζί. Στην κάθοδο (αρνητικό ηλεκτρόδιο), τα ιόντα υδρογόνου (Η+) κερδίζουν ηλεκτρόνια από το ηλεκτρικό ρεύμα και μειώνονται σε αέριο υδρογόνου (Η2).

2Η + (υδατικό) + 2Ε- → H2 (αέριο)

Ταυτόχρονα, στην άνοδο (θετικό ηλεκτρόδιο), το αέριο οξυγόνου (Ο2) παράγεται όταν τα ιόντα οξυγόνου (Ο2-) αντιδρούν με μόρια νερού και απελευθερώνουν ηλεκτρόνια πίσω στο ηλεκτρικό κύκλωμα.

4ΟΗ- (υδατικό) → 2H2O (L) + O2 (g) + 4e-

Συνολικά, η εξίσωση για ηλεκτρόλυση νερού μπορεί να αναπαρασταθεί ως:

2H2O (L) → 2Η2 (g) + O2 (g)

Δεδομένου ότι σχηματίζονται νέες ουσίες κατά τη διάρκεια της διαδικασίας, δηλαδή το αέριο υδρογόνου και οξυγόνου, μέσω μιας χημικής αντίδρασης που οδηγείται από ένα ηλεκτρικό ρεύμα, η ηλεκτρόλυση του νερού θεωρείται χημική αλλαγή.