Electrólisis Aplicaciones en procesos de obtención de sodio y cobre.

Raúl Cortez B, José Córdova B, Evelyn Zúñiga G

Objetivos

• Conocer las celdas electrolíticas.

• Describir los fundamentos fisicoquímico de la celda electrolíticas.

•Describir el funcionamiento de una celda electrolítica

• Conocer aplicaciones de la electrolisis en procesos productivos a

nivel industrial.

Quimica en Contexto II

NO espontáneo

espontáneo

ELECTROLISIS

La electrólisis es un proceso NO ESPONTANEO en el cual una diferencia de potencial genera una fuerza

electromotriz que permite la transferencia de electrones de una sustancia a otra (proceso redox).

La electrólisis tiene un gran cantidad de aplicaciones hoy en día, tales como la obtención de

metales, producción de cloro, etc

Electrólisis

Celda o cuba electrolítica

Contiene a la disolución acuosas

Proceso REDOX forzado

Ácidos, bases o sales

Quimica en Contexto II

Electrólisis

Quimica en Contexto II

Electrodo en el cual se produce la reacción de oxidación.

En un dispositivo que consume energía el ánodo es (+).

En un dispositivo que proporciona energía el ánodo es (-).

Electrólisis

Quimica en Contexto II

Electrodo en el cual se produce la reacción de reducción

En un dispositivo que consume energía el cátodo es (-)

En un dispositivo que proporciona energía el cátodo es (+)

Electrólisis

Quimica en Contexto II

Al aplicar corriente eléctrica, los iones positivos migran al cátodo (reducción) y los iones negativos al ánodo (oxidación).

Electrólisis de cloruro de sodio fundido

Aplicaciones de la electrólisis

Celda de DownsCelda de Downs

2NaCl --> 2Na(l) + Cl2(g).

Aplicaciones de la electrólisis

Electrólisis de cloruro de sodio fundido

Datos celda de Downs:Datos celda de Downs:

El punto de fusión del NaCl corresponde a El punto de fusión del NaCl corresponde a 804ºC aproximadamente, el cual se reduce a 804ºC aproximadamente, el cual se reduce a 600ºC gracias a la utilización de CaCl2.600ºC gracias a la utilización de CaCl2.

Por cada 1 mol de NaCl que se le agrega a la Por cada 1 mol de NaCl que se le agrega a la celda, deben agregarse 3 mol de CaCl2.celda, deben agregarse 3 mol de CaCl2.

La celda no produce calcio metálico. La celda no produce calcio metálico.

Potencial de la celda varia entre 7 a 8 voltios Potencial de la celda varia entre 7 a 8 voltios

Aplicaciones de la electrólisis Electro obtención de

cobre En estas celdas se le aplica una corriente continua y

la solución de sulfato de cobre se descompone quedando adherido el cobre sobre los cátodos y el

sulfato es transformado en el ácido.

Electro obtención de cobre

La operación se basa en la deposición electroquímica del cobre sobre la superficie catódica.

Se presentan dos reacciones, una catódica y otra anódica. La reacción catódica produce deposición del cobre mientras que la

reacción anódica produce electrólisis del agua, con la consiguiente generación de protones y oxígeno gaseoso.

Para que la reacción catódica pueda proceder se necesita que exista una reacción anódica:

Ecuación de Faraday:

La velocidad de deposición sobre el cátodo depende de la intensidad de corriente.

En el caso de existir otro par redox en la celda, se verá afectada la velocidad de deposición del metal de interés y la eficiencia.

Bibliografía

D. Skoog, F. Holler y T. Nieman. Principios de Análisis Instrumental. 5 ed. McGrawHill/Interamericana, Madrid, 2001.

Ira N. Levine, Fisicoquímica, 5ª ed.;McGraw-Hill, Madrid, 2004

Libros

Internet

http://catedras.quimica.unlp.edu.ar/qg/Com%207-20Electroquimica%20Pilas%20y%20celdas.pdf

www.Codelcoeduca.cl

catedras.quimica.unlp.edu.ar/.../Info.../ElectroquimicaNaturales.pdf