Trong các phòng thí nghiệm hoặc điều kiện y tế đặc thù, thiết bị điện phân nước có thể được sử dụng để cung cấp nguồn khí oxygen tinh khiết tức thời [đã giải]

Trong các phòng thí nghiệm hoặc điều kiện y tế đặc thù, thiết bị điện phân nước có thể được sử dụng để cung cấp nguồn khí oxygen tinh khiết tức thời. Thiết bị vận hành dựa trên nguyên tắc điện phân dung dịch chất điện ly (thường là dung dịch H2SO4 loãng) với các điện cực trơ. Quá trình điện phân diễn ra theo các bán phản ứng sau:
Tại cathode (–): 2H2O + 2e → H2 + 2OH-
Tại anode (+): 2H2O → O2 + 4H+ + 4e
Máy được thiết kế với bình chứa dung tích 2,5 lít. Để bảo vệ các điện cực và đảm bảo nồng độ chất điện ly không quá đậm đặc, máy được lập trình: Nếu lượng nước bị tiêu thụ vượt quá 80% dung tích ban đầu của bình, hệ thống sẽ tự động ngắt và phát tín hiệu cảnh báo cần bổ sung nước.
a) Giả sử hiệu suất điện phân là 100%, để máy sản xuất đủ 1239,5 lít khí O2 (đkc), tổng khối lượng nước nguyên chất bị tiêu hao do phản ứng điện phân là khoảng 1,89 kg.
b) Khi máy hoạt động, ở vùng dung dịch bao quanh điện cực anode, dung dịch có tính acid mạnh hơn do sự tích tụ tạm thời của ion H+ trước khi khuếch tán ra toàn bình.
c) Acid H2SO4 đóng vai trò là chất dẫn điện để tăng tốc độ quá trình điện phân nước. Vì thế nồng độ mol của acid này không đổi sau quá trình điện phân.
d) Nếu một bệnh nhân cần cung cấp oxygen với lưu lượng 2,0 lít/phút (đkc), máy điện phân sẽ hoạt động liên tục được ít nhất 12 giờ trước khi phát tín hiệu cảnh báo bổ sung nước.