さて電気分解では必須の「水の電気分解」を考えましょう。
まず酸塩基編でも少し触れましたが、水は電気を通しにくい物質です。なので水の電気分解をするときはイオン性物質を溶かして電気が通りやすいようにします。しかし溶けている物質が水よりもイオン化傾向が小さかったら、水ではなく溶質が反応してしまいます。
もう一度イオン化傾向を確認しておきましょう。

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ＮＯ3-・ＳＯ42-・ＯＨ-(Ｈ2Ｏ)・Ｃｌ-・Ｂｒ-・Ｉ-

「昇竜の水は遠州洋にあり」と覚える。イオン化傾向の小さい順に発生。ＮＯ₃^-・ＳＯ₄^2-は決して電解されない。

Ｋ・Ｃａ・Ｎａ・Ｍｇ・Ａｌ・Ｚｎ・Ｆｅ・Ｎｉ・Ｓｎ・Ｐｂ・（Ｈ2）・Ｃｕ・Ｈｇ・Ａｇ・Ｐｔ・Ａｕ

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つまりＯＨ^-やＨ₂よりもイオン化傾向の小さいイオンが溶けている場合は、そちらが反応します。
逆に言うとＯＨ^-やＨ₂よりもイオン化傾向の大きいイオンばかりの時は水の電気分解が起こります。


ここでは「希酸の電気分解」「希アルカリの電気分解」「中性溶液の電気分解」の二種類を考えることにします。

ここでは希硫酸を扱います。

水溶液中のイオンをすべて書き出します。

陽イオン：	Ｈ+
陰イオン：	ＯＨ-	ＳＯ42-

次に析出、発生する物質を考えます。
イオン化傾向の小さい順に追い出されますから
陽イオンではＨ⁺、陰イオンではＯＨ^-が反応します。
硝酸イオン・硫酸イオンは決して電解されません。このことも頭に入れておきましょう。


ところがここは希酸を仮定しているのでＯＨ^-は１０^-14mol/lオーダーでしか存在していません。つまり無いのと同じだとみなせます。そのため、実際の反応は水分子が起こしている、と考えます。
したがって結局、陰極ではＨ⁺が反応してＨ₂が発生し、陽極ではＨ₂Ｏが反応してＯ₂が発生します。


各極板でのイオン反応式（半反応式）を書きましょう。
あとは出入りする電子の数を合わせるのですが、陽極は電子を抜かれるので電子は右辺、陰極は電子を与えるので電子は左辺です。
また水分子の反応はＨ⁺を補います。
これらを踏まえると このような半反応式が書けます。
この式は必ず暗記してください。


それでは全体の反応式を書きあげましょう。
半反応式から電子e^-が消えるように調整して足します。この場合は これで完了です。
４e^-は消えてしまいましたが、必ずどこかにメモしておきましょう。

ここでは希水酸化ナトリウム水溶液を扱います。

水溶液中のイオンをすべて書き出します。

陽イオン：	Ｎａ+	Ｈ+
陰イオン：	ＯＨ-

次に極板は
陽極板：白金、陰極板：白金
を用いることにします。
次に析出、発生する物質を考えます。
この場合も陽イオンではＨ⁺、陰イオンではＯＨ^-が反応します。
イオン化傾向はじめの５つは決して電解されません。このことも頭に入れておきましょう。


ところがここは希アルカリを仮定しているのでＨ⁺はほとんど存在していません。そのため、実際の反応は水分子が起こしている、と考えます。
したがって結局、陰極ではＨ₂Ｏが反応してＨ₂が発生し、陽極ではＯＨ^-が反応してＯ₂が発生します。


各極板でのイオン反応式（半反応式）を書きましょう。
あとは出入りする電子の数を合わせるのですが、陽極は電子を抜かれるので電子は右辺、陰極は電子を与えるので電子は左辺です。
また水分子の反応ではＨ₂ＯからＨ⁺が抜かれた後はＯＨ^-が残ります
これらを踏まえると

陽極：４ＯＨ^-→Ｏ₂＋２Ｈ₂Ｏ＋４e^-
陰極：２Ｈ₂Ｏ＋２e^-→Ｈ₂＋２ＯＨ^-

このような半反応式が書けます。
この式は必ず暗記してください。


それでは全体の反応式を書きあげましょう。
半反応式から電子e^-が消えるように調整して足します。この場合は

２Ｈ₂Ｏ→２Ｈ₂＋Ｏ₂

これで完了です。
４e^-は消えてしまいましたが、必ずどこかにメモしておきましょう。

ここでは硝酸ナトリウム水溶液を扱います。
（食塩水も中性ですが、これは後で扱います。）

水溶液中のイオンをすべて書き出します。

陽イオン：	Ｈ+	Ｎａ+
陰イオン：	ＯＨ-	ＳＯ42-

次に極板は
陽極板：白金、陰極板：白金
を用いることにします。

次に析出、発生する物質を考えます。
この場合も陽イオンではＨ⁺、陰イオンではＯＨ^-が反応します。
硝酸イオンや硫酸イオン、イオン化傾向はじめの５つは決して電解されません。このことも頭に入れておきましょう。


ところがここは中性溶液を仮定しているのでＨ⁺もＯＨ^-も１０^-7mol/lオーダーでしか存在していません。つまり無いのと同じだとみなせます。そのため、実際の反応はどちらも水分子が起こしている、と考えます。
したがって結局、陰極でＨ₂Ｏが反応してＨ₂が発生し、陽極でもＨ₂Ｏが反応してＯ₂が発生します。

各極板でのイオン反応式（半反応式）を書きましょう。
反応自体はさっきやったものと同じなので、これらを踏まえると

陽極：２Ｈ₂Ｏ→Ｏ₂＋４Ｈ⁺＋４e^-
陰極：２Ｈ₂Ｏ＋２e^-→Ｈ₂＋２ＯＨ^-

このような半反応式が書けます。
この式は必ず暗記してください。


それでは全体の反応式を書きあげましょう。
半反応式から電子e^-が消えるように調整して足します。この場合は

２Ｈ₂Ｏ→２Ｈ₂＋Ｏ₂

これで完了です。
４e^-は消えてしまいましたが、必ずどこかにメモしておきましょう。

この３例を考えてみましたが、ここに出てきた式は全て暗記してしまってください。
半反応式をまとめてみます。

　　 　　　　 　　　　 　　　　 　　　　 　　 　　 　　　　 　　　　 　　　　 　　 　　 　　　　 　　　　 　　　　 　　

	酸性	中性	塩基性
陽極	２Ｈ2Ｏ→Ｏ2＋４Ｈ+＋４e-		４ＯＨ-→Ｏ2＋２Ｈ2Ｏ＋４e-
陰極	２Ｈ+＋２e-→Ｈ2	２Ｈ2Ｏ＋２e-→Ｈ2＋２ＯＨ-