Electro Obtencion
Enviado por Paulohe • 23 de Septiembre de 2014 • 328 Palabras (2 Páginas) • 441 Visitas
FUNDAMENTOS DE LA ELECTRO-OBTENCION DE COBRE
Germán Cáceres Arenas
Departamento de Metalurgia – Facultad de Ingeniería
Universidad de Atacama
INTRODUCCION
La electro-obtención de cobre se basa en fundamentos termodinámicos y cinéticos.
Los fundamentos termodinámicos provienen de la termodinámica electroquímica, que estudia los procesos de electrodos en equilibrio, y de la termodinámica iónica que estudia el equilibrio de los electrolitos.
Los fundamentos cinéticos provienen de la cinética electroquímica, que estudia la velocidad de las reacciones electroquímicas, cuando a través de los electrodos circula una corriente eléctrica.
Finalmente, la nucleación y crecimiento del depósito electrolítico se basa en los principios de la electrocristalización de metales.
TERMODINAMICA
Descripción de la celda de electro-obtención de cobre
En la Figura 1, se muestra un esquema de una celda de electro-obtención de cobre.
Figura 1 : Celda de electro-obtención de cobre
El electrolito ácido (pH=0) contiene los iones Cu2+, H+ y HSO4-. Las concentraciones de cobre varían entre 35 y 50 g/L y las de ácido sulfúrico varían entre 160 y 180 g/L aproximadamente. Su conductividad específica es de 0,6 S/cm.
El ánodo, polo positivo, es un ánodo insoluble de aleaciones base plomo (Pb/Ca/Sn) sobre el cual se produce la reacción de oxidación del agua, según:
H2O ---> ½ O2 + 2H+ + 2e-
El cátodo, polo negativo, es un cátodo permanente de acero inoxidable (316L), sobre el cual se produce la reacción de reducción de los iones Cu2+, según:
Cu2+ + 2e- Cu
La reacción global de la celda de electro-obtención de cobre es:
Cu2+ + H2O Cu + ½ O2 + 2H+
Potenciales de equilibrio
Ecuación de Nernst
Los potenciales de equilibrio de los electrodos de la electro-obtención de cobre, están dados por la ecuación de Nernst:
Ox + ne- = Red , Eo
donde:
E = potencial de equilibrio (V)
Eo = potencial estándar (V)
R = constante de los gases = 1,987 (cal/mol K)
T = temperatura absoluta (K)
n = número de electrones
F =constante de Faraday = 23060 (cal/mol V)
A 25°C :
En la Tabla 1, se presentan los potenciales estándar de electrodos más comunes en electro-obtención de cobre.
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