LABORATORIO DE METALURGIA EXTRACTIVA
12 de ABRIL de 2013
Pontificia Universidad Católica del Perú Facultad de Ciencias e Ingeniería Sección de Ingeniería de Minas
Laboratorio de Metalurgia Extractiva Laboratorio 1 ********************************************************************** Monitoreo de conductividad, pH y oxígeno disuelto en los procesos metalúrgicos *********************************************************************
Nombre: Clider Niño Céspedes
Horario: Martes 16:00 - 18:00
JP: o
Manuel Shishido Sánchez.
o
Jacqueline Chang Estrada.
Código
Nombre
20097188
Clider Niño Céspedes
EPE
IL
DL
Nota final
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Índice 1. Objetivos 2. Abstract 3. Metodología de la práctica 4. Resultados 5. Discusión de resultados 6. Conclusiones 7. Bibliografía
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Análisis Granulométrico de Minerales 1. Objetivos La presente sesión de laboratorio tuvo la principal finalidad de que el alumno conozca los criterios de medición de pH, conductividad y oxigeno disuelto (OD) en soluciones acuosas. Manejo de pH-metros, oxímetros y conductímetros para su aplicación en los procesos hidrometalúrgicos. Adicionalmente, es importante que se conozca cuales son las razones por las que el monitoreo del pH, la conductividad y el oxigeno disuelto son importantes para los procesos hidrometalúrgicos. Para esto, se compararán los resultados teóricos con los que se obtendrán en la práctica. Asimismo, se busca que distinguir los conceptos de ácido fuerte, ácido débil, base fuerte y base débil. 2. Abstract This laboratory session consisted on monitoring the values of pH and conductivity in several substances in order to compare them with the theorical values. In the beginning, each substance was collocated in a particular container for monitoring each of them. The substances that were used are: Copper sulfate, hydrochloric acid, sodium hydroxide, destilled water and water. For taking the values of pH and conductivity, ph-meters and conductimeters were used. In the same way, the temperature of each substance was taken.
3. Metodología de la práctica 1ero. Verter aproximadamente 100ml de las soluciones asignadas en vasos limpios de precipitados. El vaso de 250ml se usó para recibir las soluciones de lavado de los electrodos.
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Figura 3.1. Soluciones asignadas
2do. Calibrar el pH-metro para realizar las mediciones del valor del pH y temperatura para cada muestra. Cabe resaltar de luego de cada medición se sumergió el ánodo en el vaso de precipitado que contenía agua destilada para que este se neutralice y se pueda continuar con la toma de datos
Figura 3.2. pH-metro portátil
3ero. Finalmente, se calibra el conductimetro para realizar la toma de datos de cada solución. Se monitoreo datos de la conductividad y temperatura.
Figura 3.2. Conductimetro
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4. Resultados Solución Sulfato de cobre Acido cloridico Hidroxido de sodio Agua potable Agua destilada
pH 5.18 1.94 10.89 7.80 7.63
T(º) 23.1 22.9 22.9 23.1 23
Tabla 4.1. Resultados prácticos pH
Solución Sulfato de cobre Acido cloridico Hidroxido de sodio Agua potable Agua destilada
Conductividad 1.712 mS 6.32 mS 3.72 mS 493 µS 39.3 µS
T(º) 21.8 21.4 21.5 20.3 20.3
Tabla 4.1. Resultados prácticos Conductividad
Solución Sulfato de cobre Acido cloridico Hidroxido de sodio Agua potable Agua destilada
pH 5 1.22 12.7 6.5 – 8.5 7
Tabla 4.1. Valores teóricos
5. Discusión de Resultados -
El pH que se debió obtener para el agua destilada debió ser de 7, puesto que, en teoría es una solución neutra. Sin embargo, se ve una diferencia de 0.63 que pudo haber sido causado por la falta de limpieza del equipo o por un mal manejo de la solución.
-
El pH del Hidróxido de Sodio teóricamente debería estar entre 10 y 12. Los resultados prácticos obtenidos están aproximadamente dentro del rango.
-
El Ácido Clorihidrico tiene un pH muy cercano a 1, lo que es acertado ya que es un ácido fuerte.
-
Se observa que mientras las concentración de sales en la solución aumenta, también aumenta la conductividad.
-
El HCl tiene alta conductividad porque contiene muchas sales en la solución.
6. Cuestionario 1. Haga cálculos para determinar el pH de las siguientes soluciones: Pontificia Universidad Católica del Perú | Sección de Ingeniería de Minas 5
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i. 0,1 M en CH3COOH (Ka = 1,8 x10-5) CH3COOH + H2O -------> CH3COO- + H3O+
[ ][] [ ] [ ] = [ ] = √ [ ]= 0.0013416 pH = -log (0.0013416) pH = 2.87
ii. 0,2 M en NH3 (Kb = 1,8 x10-5) NH3 + H2O ---------> NH4 + OH
][ ] [[ = ] [] = [] = √ []= 0.0018974
pOH = -log (0.0018974) pOH = 2.72 Ph = 14 – 2.72 = 11.28 iii. 0,015 M de NaOH NaOH ----> Na+ + HOpOH = -log (0.015) pOH = 1.82 Ph = 14 – 1.82 = 12.17 iv. 0,015 M de HCI
pH = -log (0.015) = 1.82 v. 0,01 M en CuSO4 CuSO4 ---------> Cu2+ + SO42Como el Cu2+ viene de una base débil, se ve la siguiente reacción: Cu2+ + H2O ---------> Cu (OH)2 + 2H+ Sin embargo, no pude encontrar el valor de la constante de equilibrio para hallar el valor teórico de pH, pero realizando búsquedas encontré que el valor de pH está alrededor de 5. Pontificia Universidad Católica del Perú | Sección de Ingeniería de Minas 6
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2. Si se prepara 0,25 L de NH4CI 0,1M ¿Qué masa se pesó de la sal sólida? NH4CI = 14 + 4x1 + 35.45 = 53.45 g/mol N° de moles = 0.1M x 0.25 L = 0.025 mol Masa de sal = 0.025 mol x 53.45 g/mol = 1.33625 g de sal
3. Se tienen los siguientes ácidos débiles: a) HCN (Ka = 4,9 x10-10). b) HCIO (K, = 3,0 x10-8) c) HNO2 (Ka = 4,5 x10-4) i) Ordénelos en forma creciente de acidez (justifique). HCN < HClO < HNO2 Se procedió a ordenarlos de esta manera tomando en consideración los valores de la constante de cada ácido, ya que estas dependen de forma directa con el valor del pH, el cual es un indicador de acidez. ii) Escriba la reacción de ionización con el agua para el ácido más débil. CN- + H2O -> HCN + OH4. Determine el volumen en ml de HCI concentrado será necesario para preparar: El HCI concentrado tiene las siguientes especificaciones: 37 %, densidad de 1,18 g/ml a) 500 ml de HCI 0.2 M. HCl = 36.46 g/mol N° de moles = 0.5 x 0.2 = 0.1 moles Masa de HCl = 0.1 x 36.46 = 3.646 g de HCl / 37% = 9.854 g Volumen = 9.854g / 1.18 g/ml = 8.351 ml de HCl b) 250 ml de HCI 1,0 M. HCl = 36.46 g/mol N° de moles = 0.25 x 1.0 = 0.25 moles Masa de HCl = 0.25 x 36.46 = 9.115 g de HCl / 37% = 24.635 g Volumen = 24.635 g / 1.18 g/ml = 20.877 ml de HCl c) 225 ml de HCI al 5 % en peso (determine su molaridad) Para 1 litro tendré 50 g de HCl Luego, la molaridad será = 50g / 36.46 g/mol = 1.37M N° de moles = 0.225 x 1.37 = 0.308 moles Masa de HCl = 0.308 x 36.46 = 11.23g de HCl / 37% = 30.35 g Pontificia Universidad Católica del Perú | Sección de Ingeniería de Minas 7
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Volumen = 30.35 g / 1.18 g/ml = 25.72 ml de HCl d) 150 ml de HCl al 20% en peso (determine su molaridad) Para 1 litro tendré 200 g de HCl Luego, la molaridad será = 200g / 36.46 g/mol = 5.48M N° de moles = 0.15 x 5.48M = 0.823 moles Masa de HCl = 0.823 x 36.46 = 30 g de HCl / 37% = 81.08 g Volumen = 81.08 g / 1.18 g/ml = 68.71 ml de HCl 5. Determine el pH para las soluciones preparadas en la pregunta 3. Se asumirá molaridades. a) HCl 0.2M
pH = -log (0.2) = 0.69 b) HCl 1.0M
pH = -log (1.0) = 0 c) HCl 1.37M
pH = -log (1.37) = 0.13 d) HCl 5.48M
pH = -log (5.48) = 0.73 7. Conclusiones -
Se comprueba que los ácidos y las bases fuertes cambian notablemente el valor de +
[H ] en una solución.
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Se comprueba que existe una relación directa entre el pH y la conductividad. Esto debido a que a mayor concentración de iones mayor conductividad, en consecuencia a mayor cantidad de iones, mayor conductividad
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La disolución de oxigeno en el agua solo es un fenómeno físico y no quimico por lo tanto no va alterar las características de conductividad ni del ph de la solución.
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Existe una diferencia entre agua destilada y agua potable. La primera es agua pura, mientras de la segunda contiene sale y minerales que necesita el cuerpo humano.
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Se comprueba que la conductividad del sulfato de cobre es alta,, por el contenido de cobre.
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El monitoreo del pH es fundamental en los procesos de cianuración, puesto que, el cianuro en medio ácido se descompone produciendo acido clorihidrico, sustancia extremadamente contaminante.
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En los procesos de lixiviación, es importante controlar el pH, porque de esa manera se podrá comprobar si es un ácido o una base.
8. Bibliografía
ALFARO, Edmundo 2009
Manual de Metalurgia Extractiva , “PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DEL PERÚ”, Lima -2009
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