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水の電気分解
http://www.geocities.jp/hiroyuki0620785/battery/electrolysis.htm
電気分解・・・
化合物に電圧をかけて化学分解すること。
1800年にイタリアのアレッサンドロ・ボルタが電池を発明し、その年にはそれを使用してウィリアム・ニコルソン（William Nicholson）らが電気によって水が分解されることを発見し、元素発見に極めて有効なことが確認されました。
水の電気分解の例
水の電気分解の例では、化合物（水）に電圧をかけて、水素と酸素（気体）が発生し、水が分解されます。
しかし、純粋の水に電圧をかけてもほとんど何も起きません。それは、純粋の水の中には電子の移動に関与するイオンがほとんど存在しないためです。
一般に、水の電気分解には水に水酸化ナトリウム (NaOH苛性ソーダ)を少し加えて電気を運ぶためのイオンを作る必要があります。
水に水酸化ナトリウムを加えると、水酸化ナトリウムは溶解しナトリウムイオン（Na+：陽イオン）と水酸化物イオン（OH-：陰イオン）に分かれます。
この水酸化ナトリウム溶液の中にに電極を入れて電圧をかけると、陰極にはナトリウムイオンが引き付けられ、電極表面に到達するとナトリウムイオンは電子をもらって（還元）ナトリウム原子になりますが、ナトリウム原子は活性が強いことから、水と反応して水酸化ナトリウム (NaOH)と水素原子(H)になり、この水酸化ナトリウムは溶解しナトリウムイオン（Na+：陽イオン）と水酸化物イオン（OH-：陰イオン）に分かれ、水素原子はもう一つの水素（H）と結合して水素分子（H2：気体）にます。
一方、陽極には水酸化物イオンが引き付けられ陽極表面では水酸化物イオンは電子を失い（酸化）水酸化物（OH）になりますが、活性が強いことから隣の水酸化物（OH）と結合し、水（H2O）と酸素原子（O）が発生し、酸素原子（O）は隣の酸素原子（O）と結合して酸素分子（O2:気体)に成ります。
この反応は結果的にナトリウムイオンを介して、水が水素と酸素に分解されたことになります。
2H2O == 2H2 + O2
水を化学記号で表現すると「H2O」となるのはご存じですよね。電気エネルギーを加えてこのH2OをHとOに分かれさせるのが「水の電気分解」です。
中学の理科で教わる水の電気分解の実験では、電気が通りやすくなるよう水に水酸化ナトリウムを加えます。
この水酸化ナトリウム水溶液に相当する役割を果たす物質を「電解質」と呼びます。燃料電池を理解するうえで非常に重要なキーワードとなりますので、ぜひ覚えて下さい。
水の電気分解の原理
さて、水の電気分解で電気が流れるということは、電池のマイナス側から電子が流れ出しているということになります。
電子（e-）は陰極（マイナス側の電極）で水（H2O）と反応し、水素（H2）が発生します。
水 ＋ 電子 → 水素 ＋ 水酸化物イオン
残ったOH-は電解質中を陽極側に移動し、陽極で電子（e-）を失いながら次のような反応が起こって酸素（O2）が発生します。
水酸化物イオン → 水 ＋ 酸素 ＋ 電子
さて、陰極と陽極で起こったこれら2つの反応式を足し合わせたものが、水の電気分解を表す反応式となります。どういう式になるかというと……。
水 → 水素 ＋ 酸素
水の電気分解
シンプルですね。しかしこの反応で最も重要な役割を果たしているのは、実はこの式から消えてしまっているOH-（水酸化物イオン）なのです。
陰極で生まれたOH-が電解質中を移動し陽極で反応してくれないことには、回路を電子（e-）が流れることはできず、水の電気分解も成立しないからです。