In natura esistono molti composti chimici in cui due o più elementi sono legati in modo stabile a formare sostanze gassose, come gli ossidi di azoto, o sostanze liquide, come l'acqua, o sostanze solide, come il cloruro di sodio e il carbonato di calcio. Non molti invece sono gli elementi che sono stabili singolarmente.

Tra questi, l'ossigeno (O₂) e l'azoto (N₂) in fase gassosa, il mercurio (Hg) in fase liquida, lo zolfo (S) e il carbonio (C) in fase solida (basta pensare alle miniere di zolfo in Sicilia e a quelle di diamanti in Sud Africa). La chimica però è stata in grado negli anni di sviluppare metodi più o meno complessi per produrre sostanze elementari a partire dai composti naturali. Tra questi metodi, alcuni sono molto dispendiosi in termini energetici, e per questo motivo si possono realizzare solo in laboratorio su piccole quantità, dell'ordine dei grammi o dei milligrammi. Altri invece sono processi molto economici, tanto che sono alla base di processi industriali, usati per produrre tonnellate di sostanze chimiche.

L'idrolisi, o meglio l'elettrolisi, dell'acqua (H₂O) nei suoi componenti, ossigeno (O₂) e idrogeno (H₂), non è un processo economico. Per definizione, l'elettrolisi è un processo in cui energia elettrica viene trasformata in energia chimica, esattamente l'opposto di quanto accade in una pila, dove energia chimica viene convertita in energia elettrica. L'acqua però non è l'unica sostanza che per elettrolisi si converte nei suoi elementi. Piuttosto nota, anche a livello industriale, è l'elettrolisi dei sali fusi, come il cloruro di sodio (NaCl) o il cloruro di magnesio (MgCl₂). Facendo passare corrente elettrica in MgCl₂, per esempio, si ottiene il magnesio metallico (Mg) e il cloro gassoso (Cl₂).

I dettagli di queste reazioni chimiche si possono trovare in tutti i testi di base di chimica, come ad esempio i Fondamenti di Chimica, di P. Silvestroni (Ed. Veschi-Masson, Milano). Per chi vuol sapere di più dei processi di elettrolisi, segnalo anche i seguenti siti:

http://www.funsci.com/fun3_it/elettro/elettro.htm

http://it.wikipedia.org/wiki/Elettrochimica

http://www.accademiaxl.it/biblioteca/virtuale/percorsi/testi/percorsi.asp?page=7

http://www.liceofoscarini.it/fisica94/nozelettrochimica.html