Separationen av vatten till syre och väte är en kemisk förändring eftersom det ursprungliga ämnet (vatten) genomgår en kemisk reaktion och omvandlas till nya ämnen (syre och väte). Denna process, känd som elektrolys, innebär nedbrytning av vattenmolekyler (H2O) till deras beståndsdelar, syre (O2) och väte (H2), genom applicering av en elektrisk ström.

Under elektrolys utsätts vattenmolekyler för en elektrisk ström, vilket gör att H2O-molekylerna splittras. Denna splittring uppstår eftersom elektricitet ger den energi (aktiveringsenergi) som behövs för att bryta de kemiska bindningarna som håller ihop vattenmolekylerna. Vid katoden (negativ elektrod) får vätejoner (H+) elektroner från den elektriska strömmen och reduceras till vätgas (H2).

2H+ (vattenhaltig) + 2e- → H2 (gas)

Samtidigt, vid anoden (positiv elektrod), bildas syrgas (O2) när syrejoner (O2-) reagerar med vattenmolekyler och släpper elektroner tillbaka in i den elektriska kretsen.

4OH- (vattenhaltig) → 2H2O(l) + O2 (g) + 4e-

Sammantaget kan ekvationen för vattenelektrolys representeras som:

2H2O (l) → 2H2 (g) + O2 (g)

Eftersom nya ämnen bildas under processen, nämligen väte och syrgas, genom en kemisk reaktion som drivs av en elektrisk ström, anses elektrolysen av vatten vara en kemisk förändring.