Лайнус Полінг, Пітер Полінг — Хімія
Електролітичними методами одержують багато металів і деякі неметали. Кисень і водень одержують електролізом води, що містить електроліт. Лужні метали, лужноземельні метали, магній, алюміній і багато інших металів виробляють для потреб промисловості або для спеціальних цілей електрохімічним відновленням їхніх сполук.
Увесь алюміній, що випускає промисловість, одержують електролітичним методом, запропонованим 1886 р. молодим американським винахідником Чарлзом М. Голлом (1863—1914) і незалежно від нього того самого року молодим французом П. Л. Т. Еру (1863—1914). Футеровану вугіллям залізну ванну, що слугує катодом, заповнюють електролітом — розплавом мінералу кріоліту Na3AlF6 (або сумішшю AlF3, NaF і іноді для зниження температури плавлення CaF2), у якому розчинено алюміній оксид Al2O3. Алюміній оксид одержують з його руди бокситу шляхом відповідного очищення (див. нижче). В електролізері використовують вугільні аноди. Унаслідок пропускання електричного струму виділяється теплота в кількості, що дає змогу підтримувати електроліт у розплавленому стані приблизно за 1000 °C. Металевий алюміній, що утворюється в процесі електролізу, збирається на дні електролізера, звідки його зливають. Катодною реакцією є
Al3+ + 3e → Al
Анодна реакція відбувається за участі вуглецю, який перетворюється на карбон(IV) оксид за реакцією
C + 2O2- → CO2 + 4e
Електролізер працює за різниці потенціалів на електродах, що дорівнює приблизно 5 В. Боксит є сумішшю мінералів алюмінію [AlHO2, Al(OH)3], що містить деяку кількість ферум(III) оксиду. Очищення бокситу здійснюють обробкою розчином їдкого натру, який розчиняє алюміній гідроксид з утворенням алюмінат-іона Al(OH)4-, а ферум(III) оксид не розчиняє
Al(OH)3 + OH- → Al(OH)4-
Розчин фільтрують і потім підкислюють карбон(IV) оксидом, унаслідок чого наведена вище реакція йде у зворотному напрямку з утворенням гідрогенкарбонат-іона HCO3-
Al(OH)4- + CO2 → HCO3- + Al(OH)3
Алюміній гідроксид, що випав в осад, зневоднюють прожарюванням (нагріванням до високої температури); очищений у такий спосіб алюміній оксид можна додавати до електроліту.
Електролітичне очищення металів
Деякі метали, одержувані з руд хімічним або електрохімічним шляхом, піддають подальшому очищенню (рафінуванню) електролітичними методами.
Металеву мідь іноді одержують вилуговуванням мідної руди сульфатною кислотою з наступним електролітичним осадженням міді з розчину купрум(II) сульфату. У більшості випадків, однак, мідну руду перетворюють на сиру мідь хімічним відновленням. Таку сиру мідь переплавляють в анодні пластини завтовшки близько 2 см і потім піддають електролітичному очищенню. У цьому процесі анодами слугують аркуші сирої міді, що чергуються з катодами — тонкими аркушами чистої міді, вкритими графітом, що дає змогу знімати шар, який відклався. Як електроліт використовують купрум(II) сульфат. Під час проходження електричного струму сира мідь анодів розчиняється, а на катодах осаджується чиста мідь. Метали, що стоять у ряді напруг нижче за мідь, такі як золото, срібло і платина, не розчиняються і накопичуються на дні електролітичної ванни, утворюючи шлам, з якого їх потім можна добути. Активніші метали, наприклад залізо, залишаються в розчині.