Que para obtener el título de Ingeniero Químico

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“Superficie de respuesta para determinar las condiciones óptimas en electrodeposición de Cobre”

Tema de Sustentación

Que para obtener el título de

Ingeniero Químico

CAPITULO I. INTRODUCCIÓN

1.1 ANTECEDENTES

Producido por primera vez alrededor de 4000 a.C. el cobre es un metal duro, de color rojizo, inerte y pesado, extraordinariamente dúctil y maleable. Después de la plata (Ag), el cobre es el mejor conductor de la electricidad y calor. Este metal al igual que sus aleaciones son de fácil procesamiento mediante técnicas de formado, maquinado, fundido y soldado.

El cobre, químicamente es resistente a los agentes atmosféricos, y no se corroe fácilmente a temperaturas normales. En las plantas de ESDE (Extracción por Solventes Deposición Electrolítica), el cobre electrolítico que es obtenido tiene una composición del 99.6 % (0.04 % O) el cuál es comúnmente utilizado para radiadores para automóviles, barras para buses, clavos, rodillos de imprenta, remaches, entre otros.

La electroquímica es definida como la ciencia que trata sobre los cambios químicos producidos por la corriente eléctrica, y de la producción de la electricidad mediante la energía de las reacciones químicas. Teóricamente, las dos ramas son de igual importancia. Sin embargo, industrialmente, los cambios químicos y físicos producidos por el uso de la corriente eléctrica son, con mucho, los más importantes. (Mantell, 1980).  

La ingeniería electroquímica es una rama de la ingeniería química a la que se acoplan ciertos aspectos de la ingeniería eléctrica y de la metalurgia. En sí, la ingeniería electroquímica no solo considera cuestiones electroquímicas, sino también al suministro de energía a la industrias.

La electrodeposición o electrooobtención de cobre es un proceso electroquímico mediante el cual se recupera cobre que se encuentra concentrado en una solución con el propósito de producir cátodos de alta pureza de cobre (Química, 2009).  

En el proceso de electrodeposición se utilizan dos electrodos insolubles dentro de una celda electrolítica que contiene una solución de sulfato de cobre. En la electrodeposición el ánodo debe ser insoluble para que de esta manera se evite cualquier clase de contaminación en la solución electrolítica durante este proceso y del mismo modo, el ánodo no sea reemplazado frecuentemente.  A continuación se muestran las reacciones que intervienen en este proceso electrolítico:

Catódica                              Cu+2 + 2e- → Cu0

Anódica                           H2O → 2H + 1/2O2 + 2e-

Global                  CuSO4 + H2O → Cu0 + 1/2O2 + H2SO4

En general, acompañando las reacciones anteriores, durante la electrodeposición se observa lo siguiente:

• El oxígeno gaseoso se desprende en las cercanías del ánodo como
• H2O = ½ O2 + H2 + 2e-
• El ión hidrogeno enriquece al electrolito en ácido.

1.2 DEFINICIÓN DEL PROBLEMA

Existen una gran variedad de técnicas para los recubrimientos electrolíticos (incluyendo también no metales y polímeros), pero si en cuanto a tonelaje en el depósito producido, la electrodeposición es la técnica que tiene más ventaja por encima de las demás.

La estereoscopía es cualquier técnica capaz de recoger información visual tridimensional y/o crear la ilusión de profundidad mediante una imagen estereográfica, un estereograma o una imagen tridimensional (3D). Este método bien puede utilizarse para determinar la calidad en los recubrimientos electrolíticos, los cuales presentan normalmente tres tipos de defectos en los depósitos de cobre:

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