UNIVERSIDAD NACIONAL SAN ANTONIO ABAB DEL CUSCO

FACULTAD DE INGENIERA QUMICA E INGENIERA

METALRGICA

CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERA METALURGIA

DOCENTE: ING. PEDRO CAMERO HERMOZA

ALUMNA: CONDORI SANCHEZ ESTHER

SEMESTRE ACADEMICO 2014 II

CODIGO: 114014

CUSCO - PERU

Tema:

ELECTRODEPOSICION DEL COBRE

INFORME PRCTICO

ELECTRODEPOSICIN DEL COBRE

1.- FUNDAMENTO TERICO:

ELECTRODEPOSICIN:

La electrodeposicin es el mtodo de cubrir objetos con una pelcula fina de otro metal. El principio que rige este fenmeno es la electrlisis, cuyo nombre procede de dos radicales, electro que hace referencia a electricidad y lisis que significa ruptura. La electrodeposicin implica la reduccin (disminucin del estado de oxidacin; ganancia de electrones) de un compuesto metlico disuelto en agua y una deposicin del metal

resultante sobre una superficie conductora. Probablemente esta tcnica es uno de los procesos ms complejos conocidos, debido a

que hay un gran nmero de fenmenos y variables que intervienen en el proceso total, mismos que son llevados a cabo en la superficie de los materiales involucrados.

En la electrodeposicin de metales, el xito de la operacin est en funcin del control de los fenmenos involucrados, por lo que es necesario mencionar los principios a los que se

sujetan stos, ya que cualquier variacin en el proceso se ver reflejada de manera significativa en el resultado obtenido. PROCESO ELECTROLTICO

El proceso electroltico consiste en hacer pasar una corriente elctrica a travs de un electrolito, entre dos electrodos conductores denominados nodo y ctodo. Donde los

cambios ocurren en los electrodos. Cuando conectamos los electrodos con una fuente de energa (generador de corriente

directa), el electrodo que se une al polo positivo del generador es el nodo y el electrodo que se une al polo negativo del generador es el ctodo. Una reaccin de electrlisis puede ser considerada como el conjunto de dos medias reacciones, una oxidacin andica y una reduccin catdica (Figura).

REACCIN QUMICA:

Reacciones y electrodos en el proceso de electro obtencin de cobre

REACCION ANODICA: H2O => 1/2 O2 + 2H+ + 2e- E=1.23V (Descomposicin agua) REACCION CATODICA: Cu2+ + 2e- => Cu E=0.34 V

(Precipitacin de cobre) _______________________________

REACCION DE CELDA: Cu2+ + H2O => Cu + 1/2 O2 + 2H+ E=0.89V (Expresada en forma inica) Resultados del proceso electroltico: * Depositacin del cobre en el ctodo * Evolucin de oxgeno en el nodo * El electrolito se enriquece en cido y se empobrece en cobre

LEYES DE FARADAY:

1 Ley de Faraday

La masa de sustancia que se deposita o se libera en un electrodo es

directamente proporcional a la cantidad de corriente elctrica que circula por el electrolito.

2 Ley de Faraday

Para una misma cantidad de electricidad, la masa depositada o liberada es proporcional a su masa atmica y al nmero de electrones intercambiados en cada semirreaccin.

=.

()

= .

m = Masa de sustancia depositada o liberada (g).

M = Masa atmica.

Q = Carga que circula por la cuba (C).

(n e-) = Nmero de electrones intercambiados.

96500 = Constante de Faraday, carga transportada por un mol de

electrones (F) C/mol.

I = Intensidad de Corriente (A).

t = Tiempo (seg).

TERMODINMICA DE LOS PROCESOS ELECTROQUMICOS QUMICA:

CONDUCTIVIDAD INICA

Los conductores inicos se comportan en la misma forma que los conductores

electrnicos y obedecen a la ley de Ohm.

V = IR

Entonces:

I =

.. (1)

Dnde:

R =

(2)

V= Voltaje.

I = Intensidad de corriente.

R = Resistencia.

= Resistividad. L = Longitud.

A = rea.

Esta ley aplicada a los conductores inicos se expresa:

I = CV.. (3)

C = Conductancia.

Igualmente:

=

(Conductancia especfica)

La conductancia especfica es la conductancia de un cubo de volumen igual a 1

cm3 llenado con el electrolito en cuestin.

Si:

R =

y = R

Entonces:

=

x

. (4)

Similarmente:

=

= C

Entonces:

C =

Remplazando en (3):

I =

V

Luego:

=

(5)

La ecuacin 6 expresa la densidad de corriente aplicada al bao.

La conductancia especfica de los electrolitos vara desde 10-6 -1cm-1 para el

agua destilada, hasta pocos -1cm-1 para soluciones acuosas muy concentradas y sales fundidas. Esto es 10-12 a 10- 16 la conductividad del Cu o de cualquier otro

metal.

CONDUCTIVIDAD ELCTRICA EQUIVALENTE

Es la conductividad elctrica de un volumen Q en cm3 de solucin que contiene 1

equivalente gramo de una sustancia disuelta, con los electrodos a 1 cm de

distancia uno del otro.

=

= Conductancia equivalente.

= Volumen equivalente.

Para un lquido puro:

=

Dnde:

= Masa Equivalente.

= Densidad.

2.- DESCRIPCIN DE LA PRCTICA:

Preparacin de los electrodos de plomo y cobre. Para un buen desempeo

de los electrodos se hace una limpieza con agua y detergente para evitar la

grasa los cuales tienen que ser resistentes a la desintegracin del mismo.

Instalar la celda electroltica con solucin de sulfato de cobre

aproximadamente con una concentracin de 40 gr/lt.

Hacer circular por la celda la corriente continua procedente del rectificador

de corriente.

Una vez ya instalada la celda con todo el equipamiento de amperaje y

voltaje (de lectura), con la celda electroltica con solucin de sulfato de

cobre se procede en conectar la energa elctrica. Y se anota la lectura del

voltmetro y el amperaje con previa observacin de las cualidades fsicas y

los fenmenos ocurrentes en dicha prctica.

Tiempo de proceso ser de 40 minutos.

Medir los parmetros de operacin.

3.- MATERIALES Y EQUIPOS:

Celda electroltica

Fuente de energa

Voltmetro

Ampermetro

nodo insoluble

Ctodo

Electrolito(CuSO4 )

Balanza digital

ALGUNAS IMGENES:

4.-DATOS EXPERIMENTALES:

WI(g) WF(g) W(g) L(cm) a(cm) Ctodo 1 47.8 47.9 0.1 7 8

Ctodo 4 60.2 60.3 0.1 7 8

I = 2Amp. E = 2.25v. t = 40min. n=90%

CALCULO DE W(g) PARA LOS CTODOS:

() =

() = . . = .

() = . . = .

5.-CUESTIONARIO DEL INFORME:

CALCULAR LA EFICIENCIA DE LA CELDA(N):

=

% Como dato: n = 90%

-CALCULO DEL PESO Cu: = .

=

/ .

= .

- CALCULO DE LA POTENCIA:

=

= . .

= .

= . CLCULO DE LOS KW-H:

=

= .

= .

CLCULO DEL VOLUMEN DE OXGENO:

= . x n

=

.

= . = .

= .

.

= .

6.-CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

tenemos bsicamente una disolucin qumica en el nodo y se interpreta

como una migracin del in hacia un sitio de crecimiento que vendra a ser

el ctodo, de esta forma el cobre se va depositando.

la intensidad de corriente el nmero de celdas el voltaje las barras de

contacto entre otros son esenciales en el proceso de esta forma todo juega

un papel muy importante para que el proceso se lleve a cabo dela mejor

manera teniendo as un proceso optimo y satisfactorio

Se logr observar que en el ctodo se va formando un precipitado de cobre que se

deposita como una fina capa de color rojizo en la superficie de la plancha de

aluminio.

.

7.-REFERENCIA BIBLIOGRAFICA

Villarreal, D. E., Comunicacin personal.

Villarreal, D. E., FUENTES ELECTROQUMICAS DE CORRIENTE. Ed. Limusa Wiley, Mxico, 1971

http://refinaciondelcobre.comunidadviable.cl/content/view/979989/Proceso-de-refinacion-del-cobre.html

Facultad de ingeniera qumica e ingeniera metalrgica