Electro -refinación de Cobre

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Indice

Objetivo general        2

Objetivos específicos        2

Resumen        2

Abstract        3

Introducción        3

Marco teórico        4

Nomenclatura        5

Materiales y Equipos        6

Materiales        6

Reactivos        6

Procedimiento        7

Diagrama de proceso        7

Cálculos y resultados        8

Tabla de resultados        9

Análisis de resultados        10

Conclusiones        11

Recomendaciones        11

Anexos        12

Bibliografía        13

Refinación de cobre Copper refining

Objetivo general

• Determinar mediante proceso electrolítico el porcentaje de impurezas en una lámina de cobre.

Objetivos específicos

• Entender el procedimiento experimental para la realización de la práctica.

• Conocer el fundamento termodinámico y químico de la refinación del cobre.

• Explicar todo los cambios Químicos y Termodinámicos que suceden en el transcurso de las reacciones químicas en la Refinación del cobre.

Resumen

La Refinación es un proceso que permite purificar cobre, a nivel industrial la electrorefinacacion es ampliamente utilizada para la eliminación de las impurezas que puedan contener y para la cual se necesita de un ánodo el cual es el cobre a purificar y el cátodo que es una lamina de cobre puro los cuales serán los electrodos y las cuales registraron un peso inicial de 20.1017 gr y 12.5804 gr respectivamente que experimentaran las reacciones redox además de estar inmersos en sulfato de cobre II que estará a una concentración de 0.3 M que actuara como electrolito y este proceso al no ser un proceso   espontanea es necesario inducir energía eléctrica para que suceda la reacción y para lo cual se necesitara cables conductores por lo cuales va a fluir los electrones y que cierren el circuito en la que se debe esperar un tiempo estimado de 30 minutos para se puedan cuantificar cambios en las masas de los electrodos los cuales fueron de 20.1105 gr para el cobre comercial y 12.5367 gr para el cobre puro y el calculo de porcentaje de impureza fue del 79.8627% el cual es un valor muy alto y que es atribuido a la no realización de la limpieza previa de las láminas con benceno y ácido clorhídrico 5M.

Palabras clave: electro refinación, electrolisis, ánodo, cátodo, reacciones redox.

Abstract

Refining is a process that allows to purify copper, at an industrial level, electrorefining is widely used for the elimination of impurities that they may contain and for which an anode is needed, which is the copper to be purified, and the cathode, which is a sheet. of pure copper which will be the electrodes and which registered an initial weight of 20.1017 gr and 12.5804 gr respectively that will undergo redox reactions in addition to being immersed in copper sulfate II that will be at a concentration of 0.3 M that will act as an electrolyte and this Since the process is not a spontaneous process, it is necessary to induce electrical energy for the reaction to occur and for which conductive cables will be needed through which the electrons will flow and close the circuit in which an estimated time of 30 minutes must be expected. in order to quantify changes in the masses of the electrodes, which were 20.1105 gr for commercial copper and 12.5 367 gr for pure copper and the calculation of the impurity percentage was 79.8627%, which is a very high value and is attributed to not carrying out the previous cleaning of the sheets with benzene and 5M hydrochloric acid.

Keywords: electro refining, electrolysis, anode, cathode, redox reactions.

Introducción

En la industria la refinación es un procedimiento ampliamente aplico a un gran número de productos con el objetivo de eliminar cualquier impureza que pueda afectar su calidad y obtener un material con un mayor contenido de pureza(Puente Valdivieso & Salazar Bonilla, 2016) y en la metalúrgica la purificación de metales es indispensable para aumentar su eficiencia y vida útil es por ello que los requerimientos de pureza son cada vez mayores y una forma de purificar ampliamente utilizada es la refinación electrolítica la cual se fundamenta en la electroquímica y mediante la cual podemos obtener metales de alta pureza(Calloapaza Javier, s. f.) y el caso más común es la eliminación de impurezas en el cobre en la que mediante el uso de corriente eléctrica en un circuito cerrado es posible refinar el cobre para lo cual se necesita el ánodo el cual será la barra de cobre que se desea purificar y el cátodo que será una barra de cobre de alta pureza la cual es fabricada especialmente para el proceso , ambos electrodos son depositados en una solución de cobre y mediante reacciones químicas podemos purificar el cobre con ello obtener mejoras en las propiedades del metal(Coral, s. f.). El presente informe tiene como objetivo presentar una descripción del proceso de refinación de cobre y calcular la cantidad de impureza que se puede extraer en la lámina de aluminio mediante el proceso de electrolisis.

Marco teórico

La refinación por proceso electrolítico es un método de purificación de un metal basado en el intercambio iónico se lleva a cabo en las denominadas celda electrolíticas y con la ayuda de la corriente eléctrica permite desprender las impurezas en metales y de esta manera obtener un compuesto más puro lo que representa a nivel industrial una mejora en las características química y físicas del mismo(Codelco , 2019). El electro refinación se cobre interviene una solución de cobre generalmente sulfato de cobre la cual va a actuar como electrolito, electrodos uno que actuara como ánodo que será el cual se va a purificar y el cátodo que es una pieza específicamente preparada para el proceso (Beltrán Juan, 2013). El traspaso de los electrones se realiza por cables conductores conectados a un voltímetro los cuales cumplen la función de regulador y medio por el cual se moverán los electrones , sin embargo es importante recalcar que en los procesos electrolíticos es la corriente eléctrica que genera energía química lo opuesto que ocurre en los procesos galvánicos( Ojeda David, 2016)[pic 2][pic 3]

Imagen#1: Refinación electroquímica de cobre. Imagen tomada del II Congreso de Metalúrgica.

Link de acceso: https://www.encuentrometalurgia.com/encuentros_realizados/Material_II_Encuentro_Metalurgia/DOMINGO_03_NOV_2013/SESION_3_03_N OV_2013/RAFAEL_BELTRAN/II_Encuentro.pdf

Nomenclatura

Electrolisis: Proceso en el que se separa un elemento por medio de la electricidad(Hello Auto,

s. f.).

Ánodo: pieza metálica Parte de la Celda electroquímica donde se dan las reacciones de oxidación(Celdas electroquímicas, s. f.)

Cátodo: pieza metálica Parte de la celda electroquímica donde suceden las reacciones de reducción(Celdas electroquímicas, s. f.)

Electrodo: Material conductor generalmente un metal que es parte de las celdas electroquímicas y que es el medio de donde se transfieren y reciben los electrones de las reacciones redox(Universidad Nacional de la Plata, s. f.)

Electrolito: Sustancia química que en disolución puede separar en forma de iones y que puede conducir la corriente eléctrica , en las celdas electroquímicas también es utilizado como catalizador de reacción(Celdas electroquímicas, s. f.)

Conexión eléctrica: conjunto de elementos que permiten la transmisión de electricidad(Conexiones Eléctricas, Tipos y Esquemas, s. f.)

Voltímetro: Dispositivo utilizado para cuantificar la diferencia de potencial eléctrico entre dos extremos de un circuito eléctrico(Voltimetro | PCE Instruments, s. f.)

Reacciones Redox: Tipo de reacción química caracteriza por un proceso simultaneo de transferencia de electros de una especie química a otra(Reacciones Redox , s. f.)

Ánodo: 𝐶𝑢(𝑠𝑜) → 𝐶𝑢(𝐴𝑞)+2 + 2𝑒−

Cátodo: 𝐶𝑢(𝐴𝑞)+2 + 2𝑒− → 𝐶𝑢(𝑠𝑜)

Oxidación: proceso químico por medio el cual una especie pierde electrones(Reacciones Redox

, s. f.)

Reducción: proceso químico mediante el cual una especie gana electrones(Reacciones Redox ,

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