Điện phân dung dịch CuSO4 là một phương pháp quan trọng được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp chế tạo kim loại và sản xuất hợp chất đồng. Quá trình này dựa trên nguyên tắc phân tách các ion trong dung dịch CuSO4 khi có dòng điện chạy qua. Trong dung dịch CuSO4, các ion đồng (Cu²⁺) và ion sulfat (SO4²⁻) di chuyển đến các điện cực tương ứng: ion Cu²⁺ di chuyển đến cực âm để nhận điện tử, tạo thành đồng nguyên chất; ion SO4²⁻ di chuyển đến cực dương để xảy ra phản ứng oxi hóa. Kỹ thuật này không chỉ giúp tinh lọc đồng mà còn được ứng dụng trong mạ điện và khử ion độc hại trong nước thải công nghiệp. Việc điện phân dung dịch CuSO4 đòi hỏi các điều kiện vật lý và hóa học như nồng độ dung dịch, cường độ dòng điện và nhiệt độ được kiểm soát chặt chẽ để đảm bảo hiệu quả cao và chất lượng sản phẩm ổn định. Áp dụng đúng quy trình điện phân sẽ tối ưu hóa quá trình sản xuất, vừa tiết kiệm năng lượng, vừa giảm thiểu phát sinh chất độc hại, góp phần bảo vệ môi trường sản xuất tại các nhà máy liên quan đến đồng và hợp chất của đồng. Trong quá trình điện phân dung dịch CuSO4 với anode bằng đồng. a) Ở anode xảy ra quá trình oxi hóa nước. b) Khối lượng anode không thay đổi. c) Nồng độ CuSO4 trong dung dịch giảm dần. d) Khối lượng cathode tăng. Trong quá trình điện phân dung dịch CuSO4, các điện cực hoạt động như bộ phận trung gian chuyển đổi năng lượng điện thành phản ứng hóa học nhằm tạo ra đồng tinh khiết. Điện cực âm (catốt) có tác dụng nhận các ion Cu²⁺, giúp đồng kết tủa trên bề mặt, còn điện cực dương (anốt) thường là đồng, đồng thời oxi hóa ion sulfat hoặc nước. Sự duy trì các phản ứng tại điện cực đòi hỏi kiểm soát chặt chẽ để tránh tạo ra tạp chất hoặc mất mát đồng trong dung dịch. Mức điện áp và dòng điện điều tiết tốc độ điện phân và chất lượng đồng thu được. Nghiên cứu sâu về điện cực và dung dịch CuSO4 giúp các nhà sản xuất chọn lựa thiết bị phù hợp, đảm bảo tuổi thọ điện cực, giảm hao phí nguyên liệu và nâng cao hiệu suất điện phân. Việc am hiểu rõ tính chất điện hóa này cũng hỗ trợ cải tiến các phương pháp tách kim loại khác, góp phần thúc đẩy năng suất công nghiệp đồng bền vững tại Việt Nam. Cho sơ đồ (1) biểu diễn sự điện phân dung dịch CuSO4 (aq) với điện cực trơ, sơ đồ (2) biểu diễn quá trình tinh luyện đồng (Cu) bằng phương pháp điện phân. Trong sơ đồ (2), các khối đồng có độ tinh khiết thấp được gắn với một điện cực của nguồn điện, các thanh đồng mỏng có độ tinh khiết cao ...
