Электролиз. 
Законы Фарадея. 
Порядок разрядки ионов

Явление электролиза было открыто в 1832—1834 гг. английским химиком и физиком Майклом Фарадеем (1791 — 1867). Сформулированные первоначально самим Фарадеем законы, описывающие процесс электролиза, можно объединить в единый закон.

Закон Фарадея. Масса вещества т, выделившегося на электроде в процессе электролиза, прямо пропорциональна пропущенному току I и времени V.

где М — молярная масса выделившегося вещества; 7 — число электронов, принимающих участие в электродной реакции, Т⁷ — постоянная Фарадея; г| — коэффициент выхода по току (отношение практически полученного в результате электролиза количества вещества к теоретически возможному при данном токе).

Коэффициент выхода по току но физическому смыслу является показателем того, какая доля электронов участвует в образовании интересующего нас вещества. Отличие г| от 1 означает, что в электрохимической системе протекают побочные реакции и образуются вещества, не описываемые стехиометрическим уравнением основной реакции.

Порядок разрядки ионов при электролизе. В случае, когда в электролите (растворе или расплаве) присутствуют различные катионы и анионы, необходимо уметь определять порядок разрядки ионов на электродах. Очевидно, что в первую очередь будут разряжаться ионы, требующие для этого совершения наименьшей работы. На катоде электролизера (знак «-») идут процессы восстановления и разряжаются катионы в порядке уменьшения их электродных потенциалов.

Порядок разрядки катионов металлов в водных растворах определяется по ряду напряжений металлов. В первую очередь будут восстанавливаться наименее активные металлы. Но нужно учесть, что металлы, у которых равновесный потенциал меньше -0,413 В, из водных растворов выделить нельзя — при этом значении потенциала начинается разложение воды и выделение на катоде водорода.

На аноде электролизера (знак «+») идут процессы окисления, и на инертных электродах разряжаются анионы. Инертными являются электроды из платины и других металлов платиновой группы, серебра и золота, а также угольные электроды и, при определенных условиях, стальные. Процессы достаточно сложные и зависят от природы и структуры анионов, параметров процесса электролиза. Для практически важных случаев можно руководствоваться рядом, описывающим порядок их разрядки на инертных электродах при взаимном присутствии:

Такое разнообразие анионов в электролите может быть реализовано как в растворах, так и в расплавах. Но, как очевидно из этого ряда, в водных растворах могут разрядиться только сульфид-анионы и анионы галогенов, за исключением фтора, поскольку в растворах всегда присутствуют гидроксил-анионы, разряжающиеся с выделением кислорода:

При электролизе возможны и электрохимические процессы, в которых электроды принимают непосредственное участие в электродной химической реакции. Такие электроды называются активными (растворимыми) электродами.

Так, в водных растворах сульфата меди наибольшим восстановительным потенциалом (т.е. наиболее легко окисляющимся агентом) является металлическая медь, и на аноде идут процессы не окисления анионов из раствора, а процессы окисления и растворения самого медного электрода. Явление электролиза является основой множества практически важных технологических процессов — получения активных металлов, очистки металлов от примесей, нанесения защитных и декоративных покрытий и др.