При електролізі на аноді можуть відбуватися різні процеси в залежності від того, чи виготовлений анод з металу, який переходить в розчин, чи з інертного матеріалу. Для виготовлення інертних анодів найчастіше використовують платину, а також іридій, золото і тантал. Відносно інертними є вугільні (графітові) електроди, які широко застосовуються в електрохімічній технології (вони руйнуються тільки флуором і оксигеном).
Приклад.
При електролізі розплаву натрій хлориду використовують аноди з графіту, оскільки продукти анодного окиснення – Cl і Cl2
Cl– – e– = Cl0; 2Cl0 = Cl2
цей електрод не руйнують.
Багато технологічних методів засновано на безпосередній участі анодів (крім фізичного перенесення електронів) в електрохімічному процесі. Такі методи називаються електроліз з розчинним анодом.
В якості розчинних анодів можуть бути мідь, нікель, кадмій, алюміній, і інші метали. При електролізі з розчинним анодом анод-метал окиснюється (розчиняється), катіони металу, що утворилися в процесі розчинення переміщуються до катода і на ньому відновлюються до металу. Таким чином, метал розчинений з аноду, осаджується на катоді.
Електроліз з розчинним анодом має важливе технічне значення, зокрема він широко застосовується для очищення металів – електрорафінування.
При електрорафінуванні міді в електролізер з розчином CuSO4 встановлюють в якості анодів пластини з чорновою (технічною) міддю, яку треба очистити, з вмістом основної речовини не більше 99%, а в якості катодів – пластини з особливо чистої міді. При проходженні електричного струму в електролізері відбуваються наступні електродні напів-процеси:
Анод (окиснення): Cu (технічна) – 2e– = Cu2+
Катод (відновлення): Cu2+ + 2e– = Cu (особливо чиста)
На аноді мідь, яка підлягає очищенню, переходить в формі іонів Cu2+ в розчин (анодне окиснення), а така сама кількість іонів Cu2+ з розчину осаджується на катод (катодне відновлення). На відміну від електролізу з інертним анодом при електролізі з розчинним анодом на аноді не виділяється газоподібний кисень.
При електрорафінуванні міді домішки більш благородних металів (Ag, Au і ін.) і неметалеві домішки (оксиди, малорозчинні солі та ін.), які можуть бути присутні в аноді, не окиснюються і тому не переходять в розчин у формі катіонів. Ці домішки збираються у вигляді шару шламу на дні електролізера. Домішки менш благородних металів (Pb, Fe, Zn, і ін.) так само, як і мідь, окиснюються на аноді і переходять в розчин, але не відновлюються на катоді (і не забруднюють катодний продукт – очищену мідь), тому що для розряду їх катіонів необхідна більш висока напруга, ніж для розряду іонів Cu2+. Таким чином вдається отримати особливо чисту мідь – електролітичну мідь.
Розчинні аноди використовуються в більшості методів гальванотехніки. Електролітичне виробництво покриттів металами засноване на катодному відновленні. Виріб, який покривається металом є катодом. В якості анода використовується метал, яким збираються покривати виріб. Застосовуючи такий спосіб електролізу з розчинним анодом підтримують постійною концентрацію катіонів в електроліті протягом всього процесу, бо кількість катіонів металу, який розряджається на катоді, поповнюється за рахунок окиснення такої ж кількості атомів металу на аноді, які переходять в розчин.
Приклад.
При гальванічному срібленні застосовують розчинний анод, виготовлений зі срібла. Виріб, поверхня якого покривається сріблом, занурюють в розчині солі арґентум(I) і під’єднують до негативного полюса джерела струму. Протікають наступні електродні напів-процеси:
Анод: Ag0 – e– = Ag+
Катод: Ag+ + e– = Ag0
Електролітичне нанесення оксидної (захисної) плівки на алюміній (анодований алюміній) засновано на анодном окисненні. Виріб з алюмінію, на якому потрібно створити захисну плівку, буде анодом, який занурюють в розчин відповідного електроліту, наприклад, в розбавлену сульфатну кислоту, яка не піддається і тому не витрачається. На електродах відбувається електроліз води з утворенням гідрогену і оксигену; водень H2 виділяється на катоді, а оксиген реагує з матеріалом анода – алюмінієвого виробу з утворенням алюміній оксиду:
2Al + 3O = Al2O3
В результаті наявна вже на поверхні алюмінію природна оксидна плівка штучно потовщується; така плівка добре захищає інший метал від окиснення.
Електролітична обробка металів є сучасним технологічним методом отримання виробів з металів, які важко піддаються обробці різанням (високолеговані сталі, тверді метали). Заготівлю, призначену для обробки, і інструмент занурюють в розчин електроліту (якої-небудь солі); заготовку під’єднують до позитивного полюса джерела струму, а інструмент – до негативного полюса. На заготовці протікає реакція анодного окиснення, тобто частина матеріалу переходить в розчин (при цьому на інструменті-катоді виділяється водень).
Електрохімічним методом проводять обробку металів свердлінням, різанням, гострінням, зенкуванням і шліфуванням.