Kemi C/Ioner i vandig opløsning

Anbringer man en anode (positiv spænding) og en katode (negativ spænding) i rent vand, vil man erfare, at dette ikke leder den elektriske strøm. Opløser man nu syre, en base eller et salt i vandet, vil man opdage, at opløsningen er blevet ledende, og samtidig vil man se en stofudskillelse ved elektroderne; ofte i form af en gasudvikling. Tager man således en opløsning af HCl, og anbringer man heri to platinelektroder, vil der ved anoden udvikles Cl₂ (hvoraf dog noget opløses i vandet) og ved katoden H₂.
Dette kan forklares ved, at HCl i vandig opløsning er dissocieret (d.v.s. spaltet) i to elektrisk ladede partikler, såkaldte ioner, hvoraf hydrogenionen, der tiltrækkes af den negative katode, er positivt ladet, og chloridionen, der tiltrækkes af den positive anode, er negativt ladet. Et hydrogenatom kan øjensynligt kun blive positivt ladet, når det afgiver sin elektron, hvorved der bliver en proton tilbage, medens chloratomet på sin side bliver negativt ladet ved at optage denne elektron. Opløsningen er altså udadtil uelektrisk. Denne nævnte ionisation skrives ofte:

   HCl → H⁺ + Cl^-

Imidlertid er det ikke frie protoner, der findes i opløsningen, men såkaldte oxoniumioner, H₃O⁺. Disse er dannet ved, at protonen har sluttet sig sammen med et H₂O-molekyle. Man siger dog ofte, at opløsningen indeholder hydrogenioner, og nøjes med at skrive H⁺ i reaktionsskemaerne, selvom en proces som ionisationen af HCl egentlig burde skrives:

   HCl + H₂O → H₃O⁺ + Cl^-

En optagelse af vandmolekyler kaldes en hydratation, og oxoniumionen er følgelig en hydratiseret proton. De fleste ioner er hydratiserede i vandig opløsning.
Ioner, der ligesom hydrogenionen er positiv ladet, kaldes kationer, medens ioner ioner, der som chloridioner er negativt ladet, kaldes anioner. Kationer vandrer følgelig til katoden, anioner til anoden. De stoffer, der findes som ioner i vandig opløsning, kaldes elektrolyter. Til elektrolyterne hører syrer, hydroxider (fx. NaOH) og salte. Svenskeren Svante Arrhenius fremsatte i 1887 teorien om den elektrolytiske dissociation.
Ved elektrolysen af saltsyre (hydrogenchlorid) sker der følgende: De positive hydrogenioner tiltrækkes af katoden og modtager her en elektron, hvorved der dannes uladede H-atomer, der to og to slutter sig sammen til H₂-molekyler. De negative chloridioner tiltrækkes af anoden med afgivelse af en elektron, hvorved uladede Cl-atomer dannes, der atter danner Cl₂-molekyler. Der er altså sket en transport af elektricitet fra katoden til anoden, eller - i sædvanlig sprog brug - den (positive) elektriske strøm er gået fra anode til katode. Samtidig er der sket en stoftransport i opløsningen, hvilket altid er tilfældet, når den elektriske strøm passerer en elektrolytopløsning, medens den elektriske strøm, når den passerer en merallisk leder, kun giver anledning til en elektronforskydning (modsat den positive strøms retning). De kemiske omsætninger ved elektrolysen kan skrives, idet e^- betyder betyder en elektron:
Katodeprocessen: H⁺ + e^- → H og 2H → H₂ anodeprocessen: Cl^- → Cl + e^- og 2Cl → Cl₂ og bruttoprocessen bliver følgelig:

2H⁺ + 2Cl^- → H₂ + Cl₂

Elektrolysen fungerer altså som en spaltning af det opløste stof. Ved mange andre elektrolyser sker der desuden eller udelukkende en spaltning af H₂O-molekyler.
De opløste elektrolyter gør væsken ledende, fordi der tilføres den ioner. Syrer giver hydrofenioner samt dennes syrerestioner. Hydroxider giver metalioner og hydroxidioner. Salte giver metalioner og syrerestioner.
Sluttelig et par eksempler til illustration:
I en vandig opløsning af HNO₃ findes der H⁺ (præcis H₃O⁺) og NO₃^-. I en opløsning af NaOH findes der Na⁺ og OH^-. I en opløsning af ZnSO_{4 findes der Zn²⁺ og SO₄^2-.}