水在常压下分解成氢气和氧气需要非常高的温度,大约在3000摄氏度左右。这个过程通常需要催化剂,如铂或镍,来加速反应。在实验室条件下,通过电解水也可以在相对较低的温度下(电解水的温度通常在100摄氏度左右)分解水,但这需要施加电压。
电解水的过程是将电流通过水,水分解成氢气和氧气。在这个过程中,水分子(H?O)被分解成氢离子(H?)和氢氧根离子(OH?)。氢离子在阴极(负极)得到电子,形成氢气(H?),而氢氧根离子在阳极(正极)失去电子,形成氧气(O?)和水(H?O)。
电解水的化学方程式如下:
在阴极:2H?O + 2e? → H? + 2OH?
在阳极:4OH? → O? + 2H?O + 4e?
综合上述反应,电解水的总方程式为:
2H?O → 2H? + O?
这个过程在实验室中可以在相对较低的温度下进行,但分解水分子成氢气和氧气的基本原理需要高温和/或电解。