水(水道水)の電気分解

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水の電気分解は理科の実験などでもお馴染みですよね。
中でも、整水器と呼ばれる機器を用いて水道水を電気分解することにより陰極側に生成される水を「電解水素水」と呼びます。
電解水素水はどのように生成されるのでしょうか。
水(水道水)を電気分解した際の陰極側・陽極側の反応を詳しく見ていきます。

<目次>

水の電気分解:陰極側
水の電気分解:陽極側
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2019年2月16日更新

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水の電気分解:陰極側

整水器内部には、陰極側と陽極側の間に隔膜が設けられた電解層があります。
ここに通水し、直流電圧を加えることによって水の電気分解を行います。
私たちが使用している水道水は純粋な水(H₂O)ではなく、カルシウムやマグネシウムといったミネラル成分などが含まれているため、ある程度電流を通すことができます。
(場合によっては、カルシウム剤を添加することもあります。)

このとき、水に含まれるカルシウムイオン、マグネシウムイオン、カリウムイオン、ナトリウムイオンといった陽イオンは、陰極に引き寄せられます。
また、陰極側では水分子の還元が起こり、次のよう反応が起こります。

2H₂O+2e⁻→H₂+2OH⁻

こうして、電気分解によって陰極側で生成される水は水酸化イオン(OH⁻)によって弱アルカリ性を示します。
さらに水素(H²)を含んだ水となるわけです。
陰極側で生成される水は「電解水素水」「アルカリイオン水」などと呼ばれ、飲用に用いられます。

水の電気分解:陽極側

一方、水道水を電気分解したときの陽極側の反応はどうでしょうか。電気分解
陽極には、塩化物イオン、炭酸イオン、硫酸イオン、硝酸イオン等の陰イオンといった水中の陰イオンが引き寄せられます。
さらに水分子の酸化反応が起こります。

2H₂O→O₂+4H⁺+4e⁻

このように、水道水を電気分解すると陽極側では水素イオン(H⁺)によって弱酸性を示す水が生成されます。
また、酸素(O²)を含むという特徴があります。
陽極側で生成される弱酸性水は飲用されませんが、洗顔や入浴、洗い物などに使用することが可能です。

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参考文献:

アルカリイオン整水器協議会 http://www.3aaa.gr.jp/method.html

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