PROYECTO FINAL DEL LABORATORIO DE ELECTROQUIMICA INDUSTRIAL
ELECTRODEPOSICION ELECTRODEPOSICION DE COBRE 1.
OBJETIVO
1.1. Aplicar Aplicar los conocimient conocimientos os obtenidos obtenidos en las clases clases de teoría teoría laboratorio laboratorio para para poder reali!ar reali!ar la electroobtenci"n de cobre. 1.#. Obtener Obtener $na sol$ci"n sol$ci"n de de s$l%ato s$l%ato de cobre cobre mediante mediante el proceso proceso de li&i'iaci"n. li&i'iaci"n. 1.(. 1.(. Obtene Obtenerr cobre cobre met)lico met)lico a partir partir de $na sol$ci sol$ci"n "n de s$l%at s$l%atoo de cobre mediant mediantee el proceso proceso de electrodeposici"n de cobre. 2.
INTRODUCCI CCION
El cobre cobre se e&trae e&trae desde desde las sol$ci sol$cione oness de li&i'ia li&i'iaci" ci"n*e n*e&tr &tracc acci"n i"n por sol'en sol'entes tes por electr electr"li "lisis sis +electroobtenci"n,. El c)todo de cobre res$ltante es $n metal comercialmente p$ro. El proceso de electroobtenci"n de cobre constit$e la etapa terminal del proceso de bene%icio de -minerales o&idados mi&tos de cobre. El cobre es depositado desde sol$ciones p$ri%icadas por medio de $na electr"lisis directa. El ob/eti'o del proceso es prod$cir c)todos c)todos de cobre. Para lo0rar este ob/eti'o la sol$ci"n pro'eniente pro'eniente de la etapa de li&i'iaci"n li&i'iaci"n es p$ri%icada concentrada concentrada en cobre en el tan2$e de e&tracci"n e&tracci"n por sol'entes sol'entes para posteriormente ser cond$cida a $na serie de celdas de electrodeposici"n donde se prod$cen los c)todos de cobre. La electroobtencion es $n proceso de $na 0ran importancia econ"mica a 2$e permite rec$perar metales como cobre oro plata a partir de rec$rsos li&i'iables. Probablemente el 34 a 546 de cobre en prod$cido en el m$ndo es cobre electrolítico. 3.
MARCO TEORICO
La electroobtenci"n de cobre consiste en aplicar $na corriente 2$e circ$la de )nodo a c)todo a tra'7s de $na sol$ci"n de s$l%ato c8prico. El cobre se deposita sobre el c)todo el a0$a se descompone sobre el )nodo dando l$0ar a desprendimiento de o&í0eno. B)sicamente este proceso consiste en rec$perar el metal desde $na sol$ci"n de li&i'iaci"n debidamente acondicionada +sol$ci"n electrolito, depositarla en $n c)todo $tili!ando $n proceso de electrolisis. Para ello se 9ace circ$lar a tra'7s de la sol$ci"n electrolito $na corriente el7ctrica contin8a de ba/a densidad entre $n )nodo +la sol$ci"n misma, $n c)todo. De esta manera los iones del metal de inter7s +cationes, son atraídos por el c)todo +polo de car0a ne0ati'a, deposit)ndose en 7l. Para obtener c)todos de e&celente calidad la sol$ci"n procedente de la etapa de li&i'iaci"n es p$ri%icada concentrada en cobre en los tan2$es de e&tracci"n por sol'entes para l$e0o ser cond$cido a las celdas de electrodeposici"n de cobre. Los procesos a los 2$e se somete la sol$ci"n antes de entrar al proceso de electroobtenci"n se deben a 2$e esta tiene $na composici"n comple/a con n$merosas imp$re!as c$as concentraciones 'arían de ac$erdo a la %$ente mineral $tili!ada a los procesos 9idrometal8r0icos a 2$e es sometida antes de trans%ormarse trans%ormarse en el electrolito de electroobtenci"n. Estas celdas electrolíticas se enc$entran conectadas al recti%icador de corriente. 3.1. Reaccione Reaccione ! e"ec#$o%o e"ec#$o%o en e" &$oceo &$oceo %e e"ec#$oo'#en e"ec#$oo'#enci(n ci(n %e co'$e co'$e 3.1. 3.1.1. 1.
Reac Reacci ci(n (n Ca#( Ca#(% %ica ica
La reacci"n en el c)todo en la separaci"n por electrolisis es la deposici"n de cobre en la l)mina de acero ino&idable 7sta 'iene dada por: +2
Cu
+ 2e
E; <
Cu°
→
= dependiendo de las condiciones de traba/o podría oc$rrir: +
H
3.1.2.
+ e
→
E; < 4 >EN?
½ H2
Reacci(n An(%ica
En electroobtenci"n de cobre el )nodo es $na aleaci"n inerte 2$e no participa en la reacci"n pero 2$e act8a solamente como soporte electr"nico@ de tal modo 2$e la reacci"n principal es la descomposici"n de sol'ente se08n: H2O
→
+
E; <
½ O2 + 2H + 2e
Anali!ando el cambio 2$e se prod$ce en la celda al paso de la corriente la reacci"n 0lobal sería: +2
Cu
+ H2O
→
0
+
Cu + ½ O2 + 2H
E < *435 >EN?
El e%ecto del proceso de electroobtencion de cobre en el electrolito consiste en dismin$ir la concentraci"n de cobre +2$e se deposita sobre los c)todos, a$mentar la concentraci"n de )cido.
E)*e+a E"ec#$oo'#enci(n %e Co'$e.
3.2.
P$inci&a"e ,a$ia'"e en *na ce"%a %e e"ec#$o"ii %e co'$e
Las principales 'ariables de operaci"n en el proceso de Electrobtenci"n de Cobre alimentada por $n 0enerador e&terno son los si0$ientes: Va$ia'"e %e E"ec#$o%o
aterial an"dico cat"dico
rea s$per%icial
eometría
Va$ia'"e In-e$en#e a "a So"*ci(n
Concentraci"n de las especies electroacti'as principales
Concentraci"n de imp$re!as en el bao
p? de la sol$ci"n
Tipo de sol'ente
Aditi'os
Va$ia'"e E"c#$ica
Potencial el7ctrico
Corriente el7ctrica
Va$ia'"e E/#e$na
Temperat$ra
Presi"n
Tiempo de electr"lisis
Antes de comen!ar el proceso es %$ndamental de%inir la tolerancia ma0nit$d de cada $na de estas 'ariables a 2$e s$s e%ectos in%l$en directamente en la cantidad calidad del prod$cto. 3.2.1.
E0ec#o %e "a %eni%a% %e co$$ien#e
La densidad de corriente controla tres importantes 'ariables en el proceso de electroobtencion de cobre:
E%iciencia de corriente de la celda
Cons$mo de ener0ía
Prod$cci"n Adem)s controla otros par)metros importantes del proceso la calidad %ísica 2$ímica del
dep"sito cat"dico. Se 9a determinado 2$e a $na maor densidad de corriente dismin$e la e%iciencia de corriente principalmente por2$e %a'orece el crecimiento dendrítico la probabilidad de cortocirc$itos. Altas densidades permiten tambi7n incrementar la sobretensi"n cat"dica se p$ede red$cir el i"n 9idr"0eno 0enerando 9idr"0eno 0aseoso lo 2$e pro'oca $n dep"sito p$l'$rento de p7sima ad9erencia ba/a calidad.
Altas densidades de corriente pro'ocan incrementos de 'olta/e de celda maores costos de ener0ía m)s mano de obra para la detecci"n de cortocirc$itos pero acelera la cin7tica del proceso con la consi0$iente dismin$ci"n de e2$ipos in'entario de cobre maor prod$cci"n. 3.2.2.
Vo"#ae #o#a" &o$ ce"%a
D$rante el proceso de electroobtencion de cobre e&isten caídas de potencial no solo el 'olta/e para la descomposici"n de la reacci"n. Estos son los si0$ientes:
Reacci"n de descomposici"n +ER,.
Sobrepotencial cat"dico +EC,.
Sobrepotencial an"dico +EA,.
Resistencia o9mmica del electrolito +E O9m,.
Resistencia en los cond$ctores contactos el7ctricos +EF,. Entonces el potencial total de la celda se p$ede res$mir en: Etotal < ER G EA G EC G E O9m G EF
3.2.2.1.
So'$e&o#encia" Ca#(%ico
Es ca$sado por la di%erencia de concentraci"n de iones C$#G en la capa límite cercano al c)todo. S$ e%ecto p$ede ser red$cido por a0itaci"n del electrolito cerca del c)todo. 3.2.2.2.
So'$e&o#encia" An(%ico
Es ca$sada por la reacci"n de liberaci"n de o&í0eno asociada con la di%ic$ltad de n$cleaci"n de las b$rb$/as de o&í0eno prod$cidas de la ba/a presencia de )cido s$l%8rico en la capa límite del )nodo. 3.2.2.3.
Rei#encia O-++ica %e" E"ec#$o"i#o
Es la resistencia 2$e opone la sol$ci"n al paso de la corriente el7ctrica. La resistencia o9mmica tambi7n depende de la 0eometría de la celda en c$anto al espaciamiento de los electrodos el )rea trans'ersal de %l$/o de la corriente el7ctrica 3.2.3.
E0ec#o %e "a Te+&e$a#*$a
A$menta la mo'ilidad de los iones l$e0o la cond$cti'idad el7ctrica de la sol$ci"n
incrementando las 'elocidades de mi0raci"n. A$menta la sol$bilidad del cobre permitiendo maores 0radientes de concentraci"n maores
'elocidades de di%$si"n. Dismin$e la 'iscosidad del electrolito 0enerando maores 'elocidades de con'ecci"n.
Por estas consideraciones el a$mento de la temperat$ra de la sol$ci"n me/ora ind$dablemente las 'elocidades de transporte. Sin embar0o la temperat$ra de operaci"n esta limitada por el costo de calentar 0randes 'ol8menes de electrolito la necesidad de maor aislamiento t7rmico de las celdas el maor desprendimiento de 'apores )cidos a la atm"s%era la maor incidencia de corrosi"n en la planta. 3.2..
E0ec#o %e" $i+en %e 0"*o
El r70imen de %l$/o +t$rb$lento o laminar, depende de la 'elocidad de circ$laci"n de la sol$ci"n de s$s propiedades %ísicas de la 0eometría de la celda. Esta 8ltima es comple/a s$0iere la e&istencia de considerables di%erencias en el r70imen de %l$/o local entre distintos p$ntos de la celda. La incidencia %$ndamental de esta 'ariable consiste en 2$e 9ace 'ariar la 'elocidad de trans%erencia de masa si esta no es 9omo07nea la deposici"n de cobre ser) 9etero07nea a%ectando la calidad %ísica de los c)todos así como posibilitando la ocl$si"n de electrolito e imp$re!as con lo 2$e la calidad 2$ímica del prod$cto p$ede tambi7n s$%rir. 3.2.4.
E0ec#o %e" &5 %e "a o"*ci(n
Debido a 2$e el 0rado de acide! de la celda de electr"lisis a$menta se debe tener preca$ci"n 2$e esta no sobrepase los límites para 2$e en el dep"sito cat"dico no se prod$!ca li&i'iaci"n a 2$e se p$eden dar las condiciones necesarias para 2$e a2$ello oc$rra. 3.3.
Pa$6+e#$o o&e$aciona"e %e con#$o"
Hna operaci"n electrolítica debe acompaarse por el control o conocimiento de c$atro par)metros operacionales 2$e de al0$na %orma caracteri!an al proceso a saber:
Prod$cci"n 9oraria
Rendimiento o e%iciencia de corriente
Cons$mo especí%ico de ener0ía
Rendimiento ener07tico
Los dos primeros par)metros tienen relaci"n con el proceso cat"dico de electrodepositaci"n de cobre los dos 8ltimos tienen relaci"n con el comportamiento del con/$nto de la celda. En $na electrolisis ind$strial de cobre los datos de operaci"n son los si0$ientes:
I H t c S > C
: corriente imp$esta +A, : tensi"n de celda +>, : tiempo de operaci"n +9 d, : masa depositada +F0 Ton, : s$per%icie de electrodo +m#, : 'ol$men de sol$ci"n +m(, : concentraci"n electrolito +0pl, : %l$/o a celda +m(J?,
3.3.1.
P$o%*cci(n 5o$a$ia
Este par)metro relacionado a la prod$cci"n c$anti%ica la capacidad de la planta. Este concepto p$ede asociarse a $n solo tipo de electrodo para lo c$al s$ $nidad ser) en masa de prod$cto %ormado por $nidad de tiempo s$per%icie o relacionada a todo el proceso para lo c$al debe mencionarse la masa prod$cida por $nidad de tiempo. Por e/emplo: F0 J +?Km#, Ton J día otros. 3.3.2.
E0iciencia %e Co$$ien#e 7 c8
Las lees %$ndamentales 2$e 0obiernan las reacciones electro2$ímicas %$eron %orm$ladas por ic9ael arada en 13(1 9an recibido s$ nombre:
•
La cantidad de cambio 2$ímico prod$cido por $na corriente el7ctrica esto es la cantidad dis$elta o depositada de $na s$stancia es proporcional a la cantidad de electricidad pasada.
•
Las cantidades de di%erentes s$stancias depositadas o dis$eltas por la misma cantidad de electricidad son proporcionales a s$s pesos 2$ímicos e2$i'alentes.
A partir de estas lees se presenta la si0$iente relaci"n %$ndamental de arada:
M=
I*t*PM F*n
Donde se conoce como constante de arada c$o 'alor n$m7rico se apro&ima en 5M44 +co$lombsJe2$i'alente, I es la corriente en Amperes t es el tiempo en se0$ndos P es el peso molec$lar del cobre n es el n$mero de electrones intercambiados en el caso del cobre es #.
La relaci"n anterior s$pone $na e%iciencia en el $so de corriente. Sin embar0o de la pr)ctica se sabe 2$e esto es $n caso 9ipot7tico e ideal 2$e normalmente $n cierto porcenta/e de electrones se deri'a a sea a la depositaci"n de otra s$stancia o a la descomposici"n de a0$a por ende en desprendimiento de 0as 9idr"0eno o bien 2$e $na %racci"n de metal depositado se dis$el'a 2$ímicamente o se pierda de al0$na otra manera. En concl$si"n el peso de material e%ecti'amente depositado 'ers$s el 2$e te"ricamente debía 9aberse precipitado constit$e la e%iciencia de corriente 2$e se indica como η e&presado en tanto por ciento.
η =
M Re al M teórica
Entonces la cantidad de metal real depositado res$lta:
M Re al
=
I * t * PM F *n
*η
. LI9IVIACION DEL COBRE La +a#e$ia &$i+a )*e &*e%en e$ #$a#a%a &o$ &$oceo %e "i/i,iaci(n on +ine$a"e &$i+a$io ! +e#a"e ec*n%a$io.
Los minerales o&idados de cobre p$eden disol'erse en sol$ciones de )cido s$l%8rico. Hna %acilidad del $so de la t7cnica de li&i'iaci"n del )cido s$l%8rico es la %acilidad para rec$perar el cobre met)lico de la sol$cion. Las reacciones de li&i'iaci"n para cada mineral especí%ico son:
Por otro lado la electroobtencion /$ntamente con e&tracci"n por sol'entes or0)nico prod$ciría $n cobre cat"dico.
4.
PARTE EPERIENTAL M.1. REHERIIENTOS MATERIALES: o o o o o o o o o
írela C9ancadora Balan!a Col$mna de li&i'iaci"n Baldes >ías de s$cci"n Bomba atra! Erlenmeer
o o o o
Probeta B$reta Piseta Pipeta REACITVOS:
o o o o
NaO? ?#SO ?#O destilada
M.#. PROCEDIIENTO •
El mineral seleccionado se procede a lle'ar a la c9ancadora donde se le red$cira el tamao a (J3 de p$l0ada se0$idamente ser) lle'ado a la col$mna de li&i'iacion para ello el mineral pre'iamente sera la'ado +con a0$a potable, se colocara en $n balde con acido s$l%$rico se le de/ara reposando por 1 dia la sol$cion sera %iltrada se colocara el mineral en la col$mna de li&i'iacion. La sol$cion obtenida sera a2$ella con la 2$e se re0ara el mineral de %orma 2$e terminara de e&traer el cobre este sera netamente el proceso de li&i'iacion. Se tomaran m$estras del %l$/o las sol$ciones las c$ales se tit$laran para ir saber el 'alor c$antitati'o inicial de cobre en sol$ci"n. 7TRASCRIBIR COPIA DE PROCESO EN EL LABORATORIO QUE ENTRE;O EL DOCTOR8
•
Para reali!ar las mediciones $saremos EDTA 4.44M para calc$lar el 'alor c$antitati'o de cobre mientras 2$e para calc$lar el 'alor de Ac. S$l%$rico se $tili!ara $na sol$cion de ?idr"&ido de sodio +NaO?, 441.
•
TITHLACION DE HESTRAS
Tit$lacion de cobre Se procedera 9a retirar Mml de la m$estra a tit$lar se lle'ara a $na %iola de 144ml se colocan los Mml se enra!a a 144ml. De esta dil$cion se procedera a retirar Mml 2$e seran depositados en $n 9erlenmeer en el c$al se le aadiran 14*1( 0otas de sol$cion b$%%er p? 14 el c$al le dara $n color 'ioleta se0$idamente se le aade 34ml de a0$a destilada $na pisca de m$re&ida la sol$cion tomara $n color amarillo limon. Sobre el 9erlenmeer se coloca la b$reta car0ada con sol$ci"n de EDTA 444M se procede a reali!ar la tit$lacion 9asta lle0ar a $n color lila osc$ro se re0istra el 0asto sabiendo 2$e la sol$cion del 9erlenmeer debe de estar en a0itaci"n constante.
•
Tit$lacion de Ac. S$l%$rico Al i0$al 2$e en la tit$lacion de cobre se procedera 9a retirar Mml de la m$estra a tit$lar se lle'ara a $na %iola de 144ml se colocan los Mml se enra!a a 144ml. De esta dil$cion se procedera a retirar Mml 2$e seran depositados en $n 9erlenmeer se le colocaran M 0otas de anaran/ado de metilo el c$al le dara $n color ro/o se le aadira 4ml de a0$a destilada. Sobre el 9erlenmeer se coloca la b$reta car0ada con sol$ci"n de NaO? 441 se procede a reali!ar la tit$lacion 9asta lle0ar a $n color amarillo p$ro se re0istra el 0asto sabiendo 2$e la sol$cion del 9erlenmeer debe de estar en a0itaci"n constante.
REALIQACION DE LA ETRACCION = REETRACCION
Hna 'e! obtenida la sol$cion para poder comen!ar a traba/ar la electroobtencion se debe e&traer el cobre 'ol'er $na sol$cion concentrada. Para reali!ar la e&tracci"n ree&traccion se necesita de $na sol$cion or0anica +erosene, LI +li2$id ion e&c9an0er, el c$al se encar0a de crear $n comple/o /$nto con el cobre de la si0$iente manera # moles de LI rodean a $n mol de cobre aislandolo sediendo asi 1 ion
9idronio a la sol$cion por cada mol de LI 9aciendo 2$e la sol$cion tome $n car)cter acido +re'isar 0ra%ico ec$aciones paso a paso del LI del c$aderno copiarlo i0$al,. El PLS con $n p? maor a # in0resa al tan2$e A al c$al se le a0re0ara $na sol$cion de LI erosene el LI tomara el cobre 'ol'iendose $na sol$cion car0ada a la c$al se le a0re0ara ( litros de $na sol$cion de a0$a acido s$l%$rico apro&imadamente 1M4ml de acido en ( litros de sol$cion esto se 9ace con la idea de 2$e la sol$cion acida retome el cobre 2$e 2$edo en la sol$cion or0anica. ientras 2$e en el tan2$e B in0resara la sol$cion descar0ada de cobre sobrante del tan2$e A la c$al debe tener $n p? maor a # de no ser asi se le s$ministrara 9idro&ido de sodio +NaO?, 9asta alcan!ar $n p? entre # ( el c$al permitira la e&tracci"n con la sol$cion or0anica $na 'e! obtenido el p? necesario se le a0re0ara $na n$e'a sol$cion de LI con erosene+sol$cion or0anica, el c$al tomara 0ran parte del cobre 2$e 2$edaba se 'ol'era $na sol$cion car0ada. Para re*e&traer el cobre de la sol$cion or0anica se $tili!ara la misma sol$cion 2$e se obt$'o en el tan2$e A sol$cion acida 2$e a posee cobre 2$e se 'ol'era $na sol$cion rica en cobre con la c$al se podra reali!ar la electrodeposicion de cobre. Esta sol$cion rica en cobre se %iltrara para eliminar restos s"lidos 0rasa 2$e se enc$entre para tener $na sol$cion 9omo0enea. Se procedera a reali!ar la tit$lacion para 9allar la concentraci"n de cobre acido de la sol$cion total la concentraci"n deseada de cobre debe de ser 4 0rJlt mientras 2$e la sol$cion de acido debe de lle0ar a 1M4 0rJlt. Esta concentraci"n es la ideal para traba/ar a en la celda electro2$imica. En el caso de no lle0ar a la concentraci"n necesaria se procedera a aadir cristales de s$l%ato de cobre penta9idratado +C$SO.M?#O, 9asta lle0ar a la concentraci"n necesaria de cobre mientras 2$e se le a0re0ara acido s$l%$rico concentrado de ser necesario para lle0ar a la concentraci"n deseada.
ELECTRODEPOSICION
Hna 'e! obtenida las concentraciones deseadas se procede a reali!ar la electrodepocision de cobre para ello se necesita de $na celda con anodos de plomo catodos de acero ino&idable la celda traba/ara con $na %$ente de alimentaci"n 2 0enereA .>. la celda sera traba/ara con $n re%l$/o contin$o de 34mlJmin por lo c$al es necesario el $so de $na bomba 2$e 0enere $n %l$/o de esa 'elocidad. El tiempo de electrodeposicion sera de # 9oras.
<.
ANALISIS DE DATOS .1. TABLA N1 ASTOS DE TITHLACION DE EDTA = NaO? HESTRA 1 # ( M 3 5
ASTO DE EDTA +ml, 3 5# 113 1#( 1(( 1( 1( 115 115
ASTO DE NaO? +ml, 11.1 4. 1.4 1.M 1 1.4 1( #M
14 11 1# 1( 1 1M
11 14 1M1 1M 15 15
( M M5 M(
.#. CALCHLO DE CONCENTRACION DE COBRE = ACIDO PARA CADA HESTRA Obtenidos a los di%erentes 0astos de cada $na de las sol$ciones se proceder) 9a reali!ar el calc$lo matematico para c$anti%icar la concentraci"n de cobre acido primeramente en mol por litro posteriormente en 0ramo por litro. •
C$anti%icacion de cobre Para reali!ar la c$anti%icacion de cobre se debe de reali!ar $na con'ersi"n $tili!ando el 0asto $na serie de %actores la ec$aci"n a reali!ar sera:
[ Cu ]
=
xmlEDTA ×
0,005 molEDTA 1000 mlEDTA
×
1molCu 1molEDTA
×
1 5mlsol .diluida
×
100 ml 1
×
1 5mlsol .electrolit ic
Teniendo en la tabla anterior cada $no de los 0astos podemos calc$lar la concentraci"n en mol por litro para 9acer el calc$lo en 0ramos por litro al res$ltado obtenido por la ec$aci"n anterior se le m$ltiplica por (M0rJmol de C$. o
TABLA N# CONCENTRACION DE COBRE EN molJlitro 0rJlitro HESTRA 1 # ( M 3 5 14 11 1# 1( 1 1M
•
UC$V+molJlitro, 41( 413 4#( 4# 4# 4#3 4#3 4#(3 4#(3 4## 4#1# 4(4# 4#5 4#53 4#53
UC$V+0rJlt, 3( 113 153 1M#1 1351 1413 1413 1M11( 1M11( 1(5 1(# 151 131M 135#( 135#(
C$anti%icacion de Acido Para reali!ar la c$anti%icacion de acido se debe de reali!ar $na con'ersi"n $tili!ando el 0asto $na serie de %actores la ec$aci"n a reali!ar sera:
[ H 2 SO4 ] = xmlNaOH ×
0,01molNaOH 1000 mlNaOH
×
1molH 2 SO4 2 molNaOH
×
1 5mlsol .diluida
×
100 ml 1
Teniendo en la tabla anterior cada $no de los 0astos podemos calc$lar la concentraci"n en mol por litro para 9acer el calc$lo en 0ramos por litro al res$ltado obtenido por la ec$aci"n anterior se le m$ltiplica por 530rJmol de H 2 SO4 .
×
1 5mlsol .electr
o
TABLA N( CONCENTRACION DE H 2 SO4 .EN molJlitro 0rJlitro
HESTRA 1 # ( M 3 5 14 11 1# 1( 1 1M
U H 2 SO4 V+molJlitro, 4### 441 44# 44( 44# 44# 44# 44M 41M 44# 4433 445 411 4113 414
U H 2 SO4 V+0rJlt, #1M 1(# 15 #5 15 15 #M3 5 1M45# 4M 3# 5#1# 111# 11M 14(33
.(. CALCHLO DE CONCENTRACION DE COBRE = ACIDO PARA LA SOLHCION INAL =a obtenidos los di%erentes datos tenemos $na sol$cion de s$l%ato de cobre 9omo0enea de la c$al se procedera n$e'amente a reali!ar el calc$lo de la concentraci"n %inal de acido de cobre en esta adicionando la medicion del p? para poder re0$larlo con el %in de poder traba/ar a la seccion de e&tracci"n ree&traccion 2$e sera el si0$iente paso. HESTRA
UC$V+0rJlt,
%inal
135#
U H 2 SO4 V+0rJlt, 14(5
p? 1
El p? deseado debe ser maor a # por lo c$al se necesita a0re0ar NaO? como re0$lador 9aciendo 2$e asi la sol$cion se '$el'a $n poco mas basica la re0$laci"n se 9ace al calc$lo sin aadir demasiado 9idro&ido a 2$e de 9aber $n e&ceso de basicidad la sol$cion se 'ol'era solida no se podra traba/ar con ella. Se le aadio el 9idro&ido el p? de la sol$cion s$bio 9asta # teniendo como res$ltado %inal los si0$ientes datos HESTRA
UC$V+0rJlt,
%inal
135#
U H 2 SO4 V+0rJlt, 14(5
p? #
.. REALIQACION DE LA ETRACCION = REETRACCION Hna 'e! obtenida la sol$cion para poder comen!ar a traba/ar la electroobtencion se debe e&traer el cobre 'ol'er $na sol$cion concentrada. Para reali!ar la e&tracci"n ree&traccion se necesita de $na sol$cion or0anica+erosene, LI la c$al tomara el cobre de la sol$cion electrolitica lo de'ol'era l$e0o a $na sol$cion Hna 'e! %inali!ada la e&tracci"n ree&traccion se procede a tit$lar la n$e'a sol$cion obtenida la c$al nos entre0a los si0$ientes res$ltados.
HESTRA
UC$V+0rJlt,
Sol. electrolitica #35M
U H 2 SO4 V +0rJlt, 1#M
>ol$men +ml, #34
.M. PREPARACION DE SOLHCION PARA ELECTRODEPOSICION Para comen!ar a traba/ar la electrodepocision de cobre se procedio a /$ntar # s$b*0r$pos para me!clar las sol$ciones traba/ar en $na celda con $n tamao maor se procedio a 9acer los calc$los necesarios para la determinaci"n de cobre de la sol$cion completa conociendo pre'iamente las concentraciones para cada $na de las sol$ciones de cada 0r$po traba/ando /$ntos los 0r$pos M 14. HESTRA
UC$V+0rJlt,
Sol. Electrolitica *14 #35M Sol. Electrolitica *M (55 grCu
=
28,956
grCu
=
39,49
gr total Cu
=
gr
lt gr lt
×
×
U H 2 SO4 V +0rJlt, 1#M 1#1M1
>ol$men +ml, #34 (444
2,780lt = 80,49 gr
3,000lt = 118,47 gr
80,49 + 118,47
=
198,97 grCu
>ol$men total de sol$cion < M34 ml
[ Cu] total
=
[ Cu] total
=
198,97 gr 5.780lt 34,42
Concentracion de cobre deseada < 4 0rJlt
[ Cu] falta [ Cu] falta [ Cu] falta
=
[ Cu] deseada − [ Cu] total
=
40 − 34,42
=
5,58 gr / lt
Calc$lo de 0ramos de cobre necesarios grCu
=
5.58 gr / lt × 5.780lt
grCu
=
32,25
Relacion este2$iometrica para el calc$lo del s$l%ato de cobre 32,25 grCu ×
250 grCuSO4 .5 H 2 O 63,5 grCu
126.89 grCuSO4 .5 H 2 O
Teniendo la sol$cion a lista se procede a reali!ar la electrodeposicion. .. ELECTRODEPOSICION Teniendo a la sol$cion se le coloca en la celda donde se procedera a reali!ar la electrodepocision. Para ello se tendran los si0$ientes datos.
Area del Catodo: 454m & 45(m N de Catodos: N de caras por catodo: # Intensidad de corriente aplicada: Tiempo: # 9oras Calc$lo te"rico de la masa obtenida de cobre. mCu
=
ACu
× I ×
ν e × F
t =
63 .5 * 20 * 7200 / 2 * 96500
=
47 .40
asa obtenida en la pr)ctica mCu
=
39,93 gr
=. OBSERVACIONES
>.
En el proecto la red$cci"n del mineral a (J3 de p$l0ada se reali!" con la %inalidad de 2$e la sol$ci"n de ?#SO ten0a $n %l$/o contin$o en la col$mna de li&i'iaci"n para 2$e de esta manera podamos e&traer todo el cobre del mineral.
Las tit$laciones toma de m$estras reali!adas en inter'alos de tiempo se 9i!o con la %inalidad de 9allar la ra!"n de a$mento de la concentraci"n de cobre se08n pasaba el tiempo de li&i'iaci"n con la %inalidad de lle0ar a la concentraci"n solicitada en la pr)ctica.
En la electrodeposici"n es necesaria la permanente reno'aci"n a0itaci"n del electrolito a las placas a 2$e con la n$e'a sol$ci"n cada 'e! se ren$e'a el metal para la electrodeposici"n.
En la electrodeposici"n de cobre en la celda cerca del %ondo de los electros e&iste $n t$bo de distrib$ci"n de sol$ci"n 2$e consiste en $n sistema de rie0o contin$o con $na per%oraci"n %rente a cada espacio interplaca anodo* catodo.
DISCHSION:
?.
De la tabla N;1 se obser'a 2$e los 0astos obtenidos de la sol$ci"n EDTA a$mentan a medida 2$e contin8a el proceso de li&i'iaci"n mientras 2$e los 0astos de la sol$ci"n de NaO? 'an dismin$endo. Con esto ded$cimos 2$e los 0astos de EDTA e NaO? son in'ersamente proporcionales entre sí. Dela tabla N;# podemos obser'ar 2$e aplicando las relaciones este2$iometrias la correlaci"n con respecto al a$mento del 0asto de EDTA obser'amos 2$e se 0enera $n a$mento en la concentraci"n de cobre. De la tabla N;( podemos obser'ar 2$e aplicando las relaciones este2$iometrias la correlaci"n con respecto a la dismin$ci"n del 0asto de NaO? obser'amos 2$e se 0enera $na dismin$ci"n de )cido indicando con ese res$ltado 2$e se e&tra desarrollando con 7&ito el proceso de li&i'iaci"n.
CONCLUSION:
5a'ien%o a&"ica%o "o conoci+ien#o &$e,ia+en#e a%)*i$i%o en "a c"ae %e #eo$@a ! &$6c#ica %e "a'o$a#o$io %e" c*$o %e e"ec#$o )*@+ica in%*#$ia" e &*%o ana"ia$ ! o'#ene$
%a#o #e($ico con "o c*a"e e &*%o -ace$ c6"c*"o $e&ec#i,o &a$a -a""a$ "o ,a"o$e necea$io &a$a &o%e$ $ea"ia$ e" &$o!ec#o. Tenien%o e" conce&#o %e "i/i,iaci(n ! $ea"ian%o e" &$oceo e o'#*,o *na o"*ci(n concen#$a%a %e *"0a#o %e co'$e +e%ian#e $ieo a 0"*o con#in*o %e 52SO o'$e e" +ine$a" "o$an%o a@ "a o'#enci(n %e *na o"*ci(n ca$a%a %e co'$e &a$a * &o#e$io$ e"ec#$o%e&oici(n. De&* %e -a'e$ $ea"ia%o "o &$oce%i+ien#o $e&ec#i,o &a$a o'#ene$ co'$e +e#6"ico e o'#*,o a#i0ac#o$ia+en#e "6+ina %e co'$e %an%o &o$ c*"+ina%o e" &$o!ec#o ! con e""o co+&$o'a$ )*e "o +#o%o *a%o 0*e$on "o co$$ec#o.
ALTO COLOCAR TODO LO RELACIONADO AL CALCHLO DEL LHWO LA CANTIDAD DE COBRE PRODHCIDA = EL ASTO DE ENERIA POR F DE COBRE OBTENIDO
