Anot (+): $2H_2O \to O_2 + 4H^+ + 4e^-$

Tổng cộng: $2CuSO_{4(dd)} + 2H_2O \xrightarrow{đp} 2Cu_{(r)} + O_{2(k)} + 2H_2SO_{4(dd)}$

Dung dịch sau điện phân có tính axit.

Điện phân $H_2O$ (có chất điện li): Khi điện phân dung dịch chứa muối của kim loại kiềm/kiềm thổ với gốc axit có oxi (ví dụ: $Na_2SO_4, KNO_3$), thực chất là điện phân nước.

Catot (-): $2H_2O + 2e^- \to H_2 \uparrow + 2OH^-$
Anot (+): $2H_2O \to O_2 \uparrow + 4H^+ + 4e^-$
Tổng cộng: $2H_2O \xrightarrow{đp} 2H_{2(k)} + O_{2(k)}$

4. Định luật Faraday về điện phân

Nội dung: Khối lượng các chất giải phóng ở điện cực tỉ lệ thuận với điện lượng đi qua dung dịch điện li và với đương lượng hóa học của chúng.
Công thức Faraday thứ nhất: $$m = k \cdot q$$ Trong đó:
- $m$: khối lượng chất giải phóng ở điện cực (gam).
- $q$: điện lượng đi qua (Coulomb, $C$). $q = I \cdot t$ ($I$: cường độ dòng điện (Ampere, A), $t$: thời gian điện phân (giây, s)).
- $k$: đương lượng điện hóa của chất (gam/Coulomb).
Công thức Faraday thứ hai (áp dụng rộng rãi hơn): $$m = \frac{A \cdot I \cdot t}{n \cdot F}$$ Hoặc tính theo số mol electron trao đổi: $n_e = \frac{I \cdot t}{F}$ Trong đó:
- $m$: khối lượng chất giải phóng ở điện cực (gam).
- $A$: khối lượng mol nguyên tử của chất (gam/mol). Đối với phân tử, $A$ là khối lượng mol của phân tử.
- $I$: cường độ dòng điện (Ampere, A).
- $t$: thời gian điện phân (giây, s).
- $n$: số electron trao đổi trong một nửa phản ứng (hay hóa trị của ion). Ví dụ: $Cu^{2+}$ thì $n=2$, $Cl^-$ thì $n=1$.
- $F$: hằng số Faraday, là điện lượng của $1$ mol electron. $F = 96485 \ C/mol \approx 96500 \ C/mol$.
- Từ số mol electron, có thể tính số mol chất tạo thành: $n_{chất} = \frac{n_e}{n_{e \ trao \ đổi \ của \ chất}}$.
Lưu ý: Hiệu suất điện phân thường không đạt $100\%$. Nếu có hiệu suất $H$, thì $m_{thực \ tế} = m_{lý \ thuyết} \cdot H/100$.

5. Ứng dụng của điện phân

Điều chế kim loại:
- Kim loại hoạt động mạnh (Na, K, Mg, Ca, Al) được điều chế bằng điện phân nóng chảy muối halogenua hoặc oxit của chúng.
- Kim loại hoạt động trung bình và yếu (Cu, Ag, Zn) có thể điều chế bằng điện phân dung dịch muối của chúng.
Điều chế phi kim:
- $Cl_2, F_2$ được điều chế bằng điện phân dung dịch (hoặc nóng chảy) muối halogenua.
- $H_2, O_2$ được điều chế bằng điện phân nước hoặc dung dịch muối trung hòa.
Điều chế một số hợp chất:
- $NaOH, HClO, KClO_3$, nước Javen ($NaClO$) được điều chế từ điện phân dung dịch muối tương ứng.
Mạ điện: Là quá trình phủ một lớp kim loại mỏng lên bề mặt vật liệu khác để bảo vệ (chống ăn mòn), trang trí hoặ