Еще в начале 19 столетия был четко установлен тот факт, что в случае прохождения тока через воду (электролиз) происходят превращения, которые неминуемо ведут к образованию совершенно новых веществ. Как только это было установлено, и возникло отдельное научное направление для изучения процессов, происходящих в растворах или расплавах веществ, а именно – электрохимия. Химические превращения, которые идут при воздействии электротока на какие-либо вещества, принято называть электролитическими.
Электролиз является весьма сложной совокупностью процессов. Можно выделить следующие наиболее важные: миграция ионов (к катоду идут положительные, а к аноду отрицательные), реакции разряда ионов, диффузия ионов, вторичные реакции продуктов электролиза между собой и т.д.
Технический электролиз характеризуется весьма значительной сложностью происходящих в промышленных условиях процессов, разнообразием видов электролиза, а также их прямой зависимостью от состава электролита, вида электролитической ванны и стремления к максимальной оптимизации всех электролизных процессов.
Электролитические процессы можно условно классифицировать на следующие виды:
- извлечение таких неорганических веществ как кислород, водород, хлор или щелочь;
- извлечение металлов: натрия, лития, калия, цинка, алюминия, берилия, магния, меди;
- очистка металлов (серебра, меди и пр.);
- нанесение пленок;
- излечение металлических сплавов;
- обработка поверхностей (борирование, полировка, очистка, азотирование);
- получение каких-либо органических веществ;
- обессоливание воды.
Многие вещества (чистый водород, никель, натрий) вырабатываются именно при помощи электролиза. Более того, с его помощью можно относительно легко получить металлы, где его массовая доля стремится к 100 %. Так, в промышленности современного типа медь и алюминий чаще всего получают как раз при помощи электролиза. Главное его преимущество сводится к простоте технологии и относительной дешевизне. Впрочем, чтобы производство было по-настоящему выгодным, то есть с малыми затратами энергии и с максимальным выходом продукции, в обязательном порядке следует учитывать все факторы, которые непосредственно влияют на образование продуктов электролиза (плотность и сила тока, материал электродов, температура электролита).
На практике реакции электролиза проходят в электролизных установках, использующихся для обеззараживания воды на водопроводных, канализационных и тепловых станциях, промышленных предприятиях и т.д.
