INFORME PRECIPITACION ELECTROLITICA
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LABORATORIO DE HIDROMETALURGÍA
PRECIPITACIÓN ELECTROLÍTICA DE METALES EN SOLUCIONES ACUOSAS
PRESENTADO POR:
SANDRA CAROLINA ACEVEDO PINEDA ELVIS MORELO
JOHAN STEVE ESTEVEZ
PRESENTADO A:
ING. JESÚS DELGADO
UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER
FACULTAD DE INGENIERIA FISICO QUIMICAS ESCUELA DE INGENIERIA METALURGICA Y CIENCIA DE MATERIALES
BUCARAMANGA 2013
OBJETIVO GENERAL
Conocer experimentalmente la aplicación de la precipitación electrolítica (electroprecipitación) de cobre a partir de una solución proveniente de
etapas de lixiviación y tratamiento por extracción por solventes, realizando algunos cálculos de utilidad práctica en este proceso.
MATERIALES UTILIZADOS
Solución sulfatada de Cu++
Amperimetro y
. Voltimetro
Fuente de potencia
lllll con conectores. Vaso de vidrio de
500 [mL]
Placa de plomo Placa de acero
pHmetro Balanza
PROCEDIMIENTO
PR
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ITA
CIÓ
N E
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LITI
CA
DE
MET
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S EN
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LUC
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S
Medir exactamente el área de la placa que actuará como cátodo.
Relaizar un decapado a las dos placas que placas que actuarán como electrodos.
Lavar con alcohol y secar con aire caliente las dos placas.
Pesar con el mayor número de decimales las dos placas.
Tomar 300ml de CuSo4*5H2O, la cual actuará como electrolito, y medir su pH.
Colocar los dos electrodos en la tapa del vaso, fijandose que estas queden paralelas.
Realizar el montaje de la celda de electrólosis.
Iniciar la electrólisis con un voltaje de 2.5, y anotar la hora de inicio y la intensidad de corriente.
Utilizar un tester para medir, el voltaje y la corriente a medida que transcurre el proceso.
Pasados 30 min, retirar los electrodos sin cortar la corriente.
Apagar el circuito y desmontar los electrodos de la tapa del vaso.
Lavar con alcohol y secar con aire caliente los dos electrodos.
Pesar los dos electrodos.
RESULTADOS
Tabla N°1 Datos obtenidos durante la práctica de precipitación electrolítica de
metales en soluciones acuosas
DATO VALOR
pHINICIAL 1,33
pHFINAL 1,36
Volumen electrolito 500 ml
Tiempo electrodeposición 60 min.
Dimensiones de la placa 3,3*3,3 [cm]
Área del cátodo 10,89 cm2
Peso Placa con cobre 4,6 g
Peso Placa 4,27 g
Cobre precipitado 0,33 g
Composición de la solución CuSO4.5H2O
Voltaje 2,5 V
Corriente 0,253 A
CÁLCULOS Y ANÁLISIS DE RESULTADOS
1) Presentar el esquema del sistema electrolítico completo utilizado en la práctica y las reacciones principales de
electrodeposición.
Esquema del sistema electrolítico utilizado en la práctica:
Imagen N°1 sistema electrolítico
Imagen N°2 sistema electrolítico
Imagen N°3 sistema electrolítico real utilizado en la práctica.
Imagen N°4 Cu depositado en el cátodo
Reacciones en la celda electrolítica
Reacción Catódica oCueCu 2
Reacción Anódica eHOOH 222/1 22 Reacción Global HOCuOHCu o 22/1 22
2) Calcular el porcentaje de precipitación de cobre.
Para comenzar debemos saber cuánto cobre se encontraba disuelto en la solución, para lo cual realizamos el siguiente calculo:
Tras haber calculado la cantidad de cobre presente en la solución,
podemos proceder a calcular el porcentaje de cobre precipitado.
Cu depositado
en cátodo
3) Calcular la eficiencia de la corriente utilizada.
Para el cálculo de la eficiencia (n), se debe proceder a calcular la
cantidad de cobre precipitado teóricamente, para lo cual utilizamos la
ecuación mostrada a continuación:
Donde: *I: Corriente en Ampere *t: Tiempo de electrodeposición en segundos
*eq-g: Equivalentes por gramos (63,57/2)
Por tanto, la eficiencia de la corriente es:
4) Calcular la energía utilizada.
Ahora se utilizara para el cálculo de la energía utilizada la ecuación mostrada a continuación:
Donde: *n: Número de electrones
*F: Constante de Faraday *E: Voltaje de la celda
5) Calcular el costo de producir una tonelada de cobre en Bucaramanga.
Para calcular el Costo de producción de una tonelada de cobre en
Bucaramanga, es necesario conocer el precio del Kw-h, el cual corresponde a 383.27 Pesos / KW-h; ahora calcularemos la potencia:
Con base en esto se calcula la energía necesaria para la producción
de una tonelada (106 gr) de cobre:
Por tanto el costo será:
6) Calcular la cantidad de ácido generado durante el proceso.
Para realizar este cálculo, se debe conocer la variación del pH que se
presentó durante el proceso:
Por tanto al despejar, obtenemos:
Con base en este resultado, procedemos a calcular la cantidad de
acido generado durante el proceso:
ANÁLISIS DE RESULTADOS
Se puede observar que hay una diferencia entre el cobre precipitado real y el teórico, esto puede ser debido a variaciones en los parámetros que
intervienen en el proceso y que afectan la eficiencia del sistema , de acuerdo con las leyes de Faraday solo hay un parámetro que me afecta
la eficiencia y este es la corriente eléctrica empleada, y no de factores como la concentración del ácido o la temperatura a la cual se lleve a
cabo el proceso de precipitación; para la corriente que es parámetro determinante de la eficiencia se le hizo un seguimiento durante todo el
proceso realizando tomas en diferentes tiempos de la intensidad de
corriente con un tester, con estos resultados se calculo la eficiencia de la corriente, y se observo que esta no fue del 100% si no que tuvo un
valor de , esto puede ser debido a que la intensidad de corriente
estuvo variando durante todo el proceso, lo cual puede estar relacionado
con la calibración de los equipos del laboratorio o con las reacciones químicas que se dieron durante el proceso.
CONCLUSIONES
En el proceso de precipitación electrolítica de cobre, se logró
depositar 0,33 [g] de Cu en el cátodo el cual es el electrodo de acero; siendo este el equivalente al 4,4% del cobre contenido
en el electrolito, con estos resultados se puede decir que el proceso de precipitación electrolítica de cobre fue muy
eficiente.
En un proceso de electrodeposición es importante conocer las variables que pueden intervenir en este, las cuales se conocen
gracias a la ley de Faraday y solo es una variable la cual es la corriente eléctrica empleada, y esta puede influir en la cantidad
de cobre precipitado.
La eficiencia de la corriente utilizada fue del 110%, y no del
100%, estos resultados son de esperar debido a que el proceso está expuesto a cambios en sus variables como la corriente
empleada, las reacciones que se pueden presentar en el sistema.
BLIBLIOGRAFÍA
1. DOMINIC, Esteban. Hidrometalurgia fundamentos, procesos y aplicaciones.
Santiago de Chile 2001.
2. HABASHI, Fathi. Principles of extractive metallurgy. Volumen 2. New York:
Scincice publishers; 1980.
3. BUTTS, Alison. Cooper, science and technology of the metal its alloy and
coumpounds. New York: Reinhold Publishing corporation; 1954.
4. PEDRAZA ROSAS, Julio. Apuntes de Metalurgia Extractiva II sobre precipitación
electrolítica de metales en soluciones acuosas.