Nonostante siano descritti come ‘ionizzatori d’acqua’, le macchine sono progettate per funzionare come elettrolizzatori d’acqua. Questo è un processo elettrochimico in cui l’acqua viene divisa per formare idrogeno e ossigeno da una corrente elettrica. La reazione chimica complessiva è mostrata qui sotto:

2 H2O(l) → 2 H2(g) + O2(g)

Durante questo processo, l’acqua vicino all’anodo è acida mentre l’acqua vicino al catodo è alcalina.

2 H2O + 2e- → H2 + 2 OH- (al catodo) 2 H2O → 4e- + O2 + 4 H+ (all’anodo)

Gli ionizzatori d’acqua funzionano semplicemente travasando l’acqua vicino al catodo. L’acqua travasata dal lato del catodo contiene maggiori livelli di idrossido (OH-) e ha un pH più alto (cioè è più alcalina), mentre l’acqua travasata vicino all’anodo ha maggiori livelli di H+ che la rendono acida. Si sostiene che l’acqua acida sia utile per la disinfezione della casa.

L’efficacia del processo è discutibile perché l’elettrolisi richiede una quantità significativa di tempo e di energia; quindi, la quantità di idrossido che potrebbe essere generata in un flusso d’acqua in rapido movimento come un rubinetto in funzione sarebbe minima nella migliore delle ipotesi. Inoltre, il processo di inversione della reazione richiede molta meno energia, quindi se l’area tra l’acqua alcalina e quella acida è almeno semipermeabile, l’acqua subirà un’altra reazione che lascia solo acqua neutra. La seconda reazione è mostrata qui sotto:

H+ + OH- → H2O

Tuttavia, molte macchine convenzionali oggi usano una membrana a scambio ionico semipermeabile per separare i due compartimenti. Quindi, se la concentrazione di minerali è abbastanza alta, il pH dell’anolyte può essere 4-6 mentre il pH del catholyte può essere 8-12. Macchine simili sono state usate per produrre acqua elettrolizzata che è chimicamente molto diversa perché contiene anche ipoclorito di sodio, l’ingrediente principale della candeggina, e può quindi essere usata come disinfettante.