De scheiding van water in zuurstof en waterstof is een chemische verandering omdat de oorspronkelijke stof (water) een chemische reactie ondergaat en wordt omgezet in nieuwe stoffen (zuurstof en waterstof). Dit proces, bekend als elektrolyse, omvat de afbraak van watermoleculen (H2O) in hun samenstellende elementen, zuurstof (O2) en waterstof (H2), door de toepassing van een elektrische stroom.

Tijdens elektrolyse worden watermoleculen onderworpen aan een elektrische stroom, waardoor de H2O-moleculen uiteenvallen. Deze splitsing vindt plaats omdat elektriciteit de energie (activeringsenergie) levert die nodig is om de chemische bindingen te verbreken die de watermoleculen bij elkaar houden. Aan de kathode (negatieve elektrode) halen waterstofionen (H+) elektronen uit de elektrische stroom en worden ze gereduceerd tot waterstofgas (H2).

2H+ (waterig) + 2e- → H2 (gas)

Tegelijkertijd wordt aan de anode (positieve elektrode) zuurstofgas (O2) geproduceerd wanneer zuurstofionen (O2-) reageren met watermoleculen en elektronen terug vrijgeven in het elektrische circuit.

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

Over het algemeen kan de vergelijking voor waterelektrolyse worden weergegeven als:

2H2O (l) → 2H2 (g) + O2 (g)

Omdat tijdens het proces nieuwe stoffen worden gevormd, namelijk waterstof en zuurstofgas, door een chemische reactie aangedreven door een elektrische stroom, wordt de elektrolyse van water als een chemische verandering beschouwd.