ELECTROMETALURGIA: FUNDAMENTOS Y OPERACIONES

TEMA 4: ELECTROMETALURGIA: FUNDAMENTOS Y OPERACIONES

1. FUNDAMENTOS DE ELECTROQUÍMICA

• La electroquímica se basa en procesos de oxidación – reducción
• Celda galvánica: Se produce electricidad por medio de una reacción química espontánea ( espontánea).[pic 2][pic 1]
• Celda electrolítica: Se utiliza energía eléctrica para producir una ecuación redox no espontánea ( no espontánea).[pic 3][pic 4]

                                              [pic 5]

• Cuanto más estable es un compuesto más alto potencial hará falta para la descomposición.
• Comportamiento de los metales en el seno de una disolución es función de la naturaleza de los metales:

• Metales activos. Tienden a disolverse u oxidarse, pasando sus iones a la disolución: Zn, Fe, Cd, etc:

 (Reacción de oxidación: pérdida de electrones)[pic 6]

• Metales nobles. Tienden a depositarse, es decir reducirse: Au, Ag, Cu:

 (Reacción de reducción ganancia de electrones)[pic 7]

1. Pila Daniell: [pic 8]

        [pic 9][pic 10]

[pic 11]

[pic 12]

• Medida del potencial normal del electrodo de Zn:[pic 13]

                     : cátodo; : ánodo[pic 14][pic 15]

                         [pic 16]

    [pic 17][pic 18]

• Medida del potencial normal del electrodo de Cu:[pic 19]

                       [pic 20]

                           [pic 21]

[pic 22]

[pic 23]

1.2 Relación entre ΔG y E[pic 24][pic 25]

[pic 26]

[pic 27]

• Influencia de la concentración: Ecuación de Nernst

[pic 28]

[pic 29]

[pic 30]

• Influencia del pH:

Medio ácido:   [pic 31]

[pic 32]

[pic 33]

Medios alcalinos:   [pic 34]

Por encima del Mn no hay deposición de disolución acuosa, El metal reacciona con agua para dar óxido o hidróxido y oxígeno.

1. ELECTROLISIS

• Descomposición compuesto iónico (acuoso o fundido) por paso de corriente eléctrica continua:

• Cátodo (-): reducción, se consumen los . Deposición del metal [pic 36][pic 35]
• Ánodo (+): oxidación, se producen los .[pic 37]

• Desprendimiento gas, absorción gas, disolución metal
• Ánodo inerte en el medio: , grafito,  insoluble[pic 38][pic 39]
• Ejemplos:

• Electrolisis  fundido[pic 41][pic 40]
• Electrolisis disolución acuosa [pic 42]
• Afino electroquímico [pic 44][pic 45][pic 43]

• Ley Faraday

[pic 46]

[pic 47]

2.1 Rendimiento de corriente

[pic 48]

Pérdidas:

• Desprendimiento H2
• Ataque del depósito por electrolito (disolución del Cu por Fe3+; del Zn por sulfúrico)
• Formación de pares galvánicos
• Cortocircuitos ánodo-cátodo (crecimientos irregulares cátodos)
• Pérdidas a tierra (aislar)

Potencial de descomposición:

Potencial teórico (Potencial de descomposición) necesario para la electrolisis:  [pic 50][pic 49]

Ejemplo: [pic 52][pic 51]

             [pic 53][pic 54]

    [pic 55][pic 56]

[pic 57]

Potencial o voltaje aplicado:

Mínimo bajo el cual se produce la electrolisis de forma apreciable. Al aumentar E, I varía muy poco al principio por lo que m sería muy pequeño

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