Elettrolisi: E' un fenomeno determinato dal passaggio di corrente continua nelle soluzioni di acidi,idrossidi, sali ed anche di ossidi, idrossidi e sali fusi. Consiste nella deposizione di elementi puri agli elettrodi. A secondo dei casi si possono depositare elementi allo stato solido o allo stato aeriforme .

Questo effetto venne messo in forma quantitativa da Faraday con le tre leggi dell'elettrolisi e viene utilizzato ancora oggi sia per fini di analisi quantitativa sia per formare rivestimenti di metalli su superfici di altri metalli o di materiali non metallici. I termini usati variano in relazione all'elemento depositato: ramatura, cromatura, doratura eccetera. Vengono usati i termini:

  • galvanostegia per la deposizione di elementi su matrici metalliche.

  • galvanoplastica quando il rivestimento di metallo è fatto su matrici di materiali non metallici (gesso,argilla ecc.) resi conduttori mediante rivestimento di polvere di grafite.

Le tre leggi di Faraday

  1. La massa di elemento che si deposita all'elettrodo dipende direttamente dalla carica elettrica che passa nella soluzione  

  2. A parità di carica che passa, la massa di elemento che si separa all'elettrodo è proporzionale all'equivalente chimico dell'elemento
  3. Per depositare 1 grammo equivalente di elemento occorre la carica di 96.500 coulomb  detto anche Farad. Con 1 farad si depositano ,ad esempio 1g di idrogeno, 8 grammi di ossigeno 31,75 g di rame.

Nel contenitore di vetro si versa una soluzione di cloruro di rame e si fa passare corrente continua ad adatta differenza di potenziale (voltaggio). Dopo qualche tempo si osserva il deposito rossiccio di rame metallico al polo negativo (catodo) e lo sviluppo di cloro gassoso al polo positivo (anodo).

  • La carica (Q) si misura in coulomb

  • L'intensità di corrente é il rapporto tra la carica che passa in un conduttore ed il tempo in cui avviene il passaggio I=Q/t. Si misura in Ampère e si indica con la lettera i

  • La differenza di potenziale (V) é il lavoro fatto dalla carica elettrica quando si sposta all'interno di un campo elettrico. La legge di Ohm mette in relazione la differenza di potenziale con l'intensità di corrente. V=i?R. Si misura in volt.

Esempio della prima legge di Faraday :

  • se una corrente passa per 1 ora (3600 secondi)  e fa depositare 31,75 grammi di rame,

  • se la stessa corrente passa per 2 ore fa depositare 63,50 grammi di rame (il doppio).

Illustriamo la II legge di Faraday. cosa succede se la stessa carica passa in soluzioni diverse? ad esempio dopo l'elettrolisi pesiamo 31,75 grammi di rame (1 grammo-equivalente). Se la stessa carica passa nel voltametro di Hoffman, la quantità di idrogeno  sviluppata sarebbe di 1 grammo (1 grammo-equivalente) e quella dell'ossigeno di 8 grammi (1 grammo equivalente)

l

Il voltametro di Hoffman per l'elettrolisi dell'acqua. Nei due burettoni capovolti si sviluppano idrogeno ed ossigeno ai due elettrodi (catodo ed anodo). La soluzione è costituita da acqua ed acido solforico. I gas vengono raccolti nella parte superiore dei burettoni.

In un primo tempo si pensò che la separazione degli elementi avvenisse per effetto della corrente elettrica. Lo stesso nome del fenomeno elettrolisi ,ricavato dal greco, significa separare con l'elettricità. Ci  si accorse ben presto che la separazione avviene prima del passaggio di corrente per effetto dell'effetto isolante dell'acqua. Venne quindi alla luce un altro fenomeno conosciuto come dissociazione elettrolitica. Esso consiste nella formazione in soluzione acquosa di atomi o gruppi di atomi elettricamente carichi detti ioni per dissociazione dei composti. Il fenomeno é presentato da acidi, idrossidi, sali in soluzione o fusi. Anche gli ossidi fusi danno lo stesso fenomeno. La corrente elettrica continua permette a questi ioni di avviarsi verso l'elettrodo di carica opposta alla loro. La ricostruzione del fenomeno della dissociazione elettrolitica é la seguente: all'interno delle molecole dei composti citati preesistono gli ioni che sono tenute assieme da forze di natura elettrostatica, il potere isolante dell'acqua o l'energia termica di fusione rompe questi legami con formazione di atomi ogruppi di atomi elettricamente carichi.