Il processo elettrolitico viene tipicamente utilizzato per raffinare sostanze come i metalli o per estrarre materiali da una soluzione. Ci sono tre componenti principali necessari per qualsiasi processo elettrolitico, che sono l’elettricità, una sostanza che contiene ioni liberi e due oggetti che agiscono come elettrodi. La presenza di una corrente elettrica che scorre attraverso l’elettrolita può provocare una reazione chimica che altrimenti non si verificherebbe spontaneamente. Nella raffinazione dei metalli, gli atomi di una sostanza impura vengono fatti trasferire a un catodo puro a causa del flusso di elettricità. Il processo elettrolitico può essere utilizzato anche per estrarre sostanze, come la raffinazione dell’idrogeno dall’acqua.
Al fine di utilizzare l’elettrolisi per raffinare il metallo, entrambi gli elettrodi saranno generalmente realizzati con quel materiale. Un minerale o una lega impura può essere utilizzato per l’anodo e il catodo è costituito dalla forma pura. L’elettrolita conterrà anche lo stesso metallo sotto forma di ioni liberi che sono tenuti in soluzione. Quando una corrente elettrica viene applicata agli elettrodi, può fluire tra di loro attraverso l’elettrolita. Ciò tenderà a far sì che gli ioni della soluzione si attacchino all’elettrodo corrispondente, a seconda che siano caricati positivamente o negativamente, con conseguente raccolta di atomi di metallo puro sul catodo.
Il processo elettrolitico può essere utilizzato anche per placcare un metallo con un altro o per incisioni decorative. Questi usi del processo sono molto simili al metodo di raffinazione, sebbene il rivestimento di un metallo con un altro sia indicato come elettrodeposizione. L’uso del processo elettrolitico per l’incisione utilizza tipicamente acrilici e altre sostanze per rivestire il metallo, ed è talvolta indicato come elettroincisione.
Anche i gas, come l’idrogeno, possono essere raffinati mediante il processo elettrolitico. L’acqua è chimicamente composta da idrogeno e ossigeno e una corrente elettrica può essere utilizzata per suddividerla in questi componenti. L’anodo e il catodo sono fatti ciascuno della stessa sostanza, tipicamente acciaio inossidabile o un altro metallo inerte.
Quando la corrente viene applicata agli elettrodi immersi in acqua, tenderà a decadere in ossigeno vicino all’anodo e idrogeno al catodo. Posizionando i recipienti di raccolta sull’elettrodo appropriato, è possibile raccogliere ossigeno o idrogeno puro. Poiché l’acqua pura tende a subire una quantità limitata di autoionizzazione, la presenza di ioni liberi può essere bassa e il processo tende a progredire lentamente. Per questo motivo, l’idrogeno non viene spesso raccolto con il processo elettrolitico su scala industriale.