La séparation de l'eau en oxygène et hydrogène est un changement chimique car la substance d'origine (l'eau) subit une réaction chimique et se transforme en de nouvelles substances (l'oxygène et l'hydrogène). Ce processus, appelé électrolyse, implique la décomposition des molécules d'eau (H2O) en leurs éléments constitutifs, l'oxygène (O2) et l'hydrogène (H2), par l'application d'un courant électrique.

Pendant l'électrolyse, les molécules d'eau sont soumises à un courant électrique, ce qui provoque la séparation des molécules de H2O. Cette division se produit parce que l’électricité fournit l’énergie (énergie d’activation) nécessaire pour rompre les liaisons chimiques qui maintiennent les molécules d’eau ensemble. À la cathode (électrode négative), les ions hydrogène (H+) gagnent des électrons grâce au courant électrique et sont réduits en hydrogène gazeux (H2).

2H+ (aqueux) + 2e- → H2 (gaz)

Simultanément, à l'anode (électrode positive), de l'oxygène gazeux (O2) est produit lorsque les ions oxygène (O2-) réagissent avec les molécules d'eau et libèrent des électrons dans le circuit électrique.

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

Dans l’ensemble, l’équation de l’électrolyse de l’eau peut être représentée comme suit :

2H2O (l) → 2H2 (g) + O2 (g)

Étant donné que de nouvelles substances sont formées au cours du processus, à savoir de l’hydrogène et de l’oxygène gazeux, par une réaction chimique provoquée par un courant électrique, l’électrolyse de l’eau est considérée comme un changement chimique.