Electrogravimetria de Cu[1]

8/18/2019 Electrogravimetria de Cu[1]

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COBRE (Cu)CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES:

• El cobre, de símbolo Cu (del latin cuprum), es el elemento químico de númeroatómico29.

• Se trata de un metal de transición de color rojizo y brillo metlico que, junto con la!lata y el oro, "orma !arte de la llamada "amilia del cobre, caracterizada !or ser los

mejores conductores de electricidad.• #racias a su alta conducti$idad el%ctrica, ductilidad y maleabilidad, se &a con$ertido

en el material ms utilizado !ara "abricar cables el%ctricos y otros com!onentesel%ctricos y electrónicos

• El cobre "orma !arte de una cantidad muy ele$ada de aleaciones que 'eneralmente!resentan mejores !ro!iedades mecnicas, aunque tienen una conducti$idadel%ctrica menor.

• as ms im!ortantes son conocidas con el nombre de bronces y latones.• or otra !arte, el cobre es un metal duradero !orque se !uede reciclar un número

casi ilimitado de $eces sin que !ierda sus !ro!iedades mecnicas.


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*+E--ES /S0S

• El cobre !osee $arias !ro!iedades "ísicas que !ro!ician su uso industrial en múlti!lesa!licaciones, siendo el tercer metal, des!u%s del &ierro y del aluminio, msconsumido en el mundo.

• Es de color rojizo y de brillo metlico y, des!u%s de la !lata, es el elemento conmayor conducti$idad el%ctrica y t%rmica.

•Es un material abundante en la naturaleza1 tiene un !recio asequible y se recicla de"orma inde"inida1 "orma aleaciones !ara mejorar las !restaciones mecnicas y esresistente a la corrosión y oidación.

• a conducti$idad el%ctrica del cobre !uro "ue ado!tada !or la 0omisiónElectrot%cnica nternacional en 3934 como la re"erencia estndar !ara estama'nitud, estableciendo el nternational nnealed 0o!!er Standard (Estndarnternacional del 0obre *ecocido) o 0S.

• Se'ún esta de"inición, la conducti$idad del cobre recocido medida a 25 60 es i'ual a

78,358 S:m. este $alor de conducti$idad se le asi'na un índice 355; 0S y laconducti$idad del resto de los materiales se e!resa en !orcentaje de 0S.• a mayoría de los metales tienen $alores de conducti$idad in"eriores a 355; 0S

!ero eisten ece!ciones como la !lata o los cobres es!eciales de muy altaconducti$idad desi'nados 0


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*+E--ES =E0>0S• ?anto el cobre como sus aleaciones tienen una buena maquinabilidad, es decir, son

"ciles de mecanizar.

• El cobre !osee muy buena ductilidad y maleabilidad lo que !ermite !roducir lminase &ilos muy del'ados y "inos.

• Es un metal blando, con un índice de dureza 4 en la escala de =o&s (75 en la escalade @icAers) y su resistencia a la tracción es de 235 =a, con un límite elstico de44,4 =a.

• dmite !rocesos de "abricación de de"ormación como laminación o "orja, y !rocesosde soldadura y sus aleaciones adquieren !ro!iedades di"erentes con tratamientost%rmicos como tem!le y recocido.

• En 'eneral, sus !ro!iedades mejoran con bajas tem!eraturas lo que !ermite utilizarloen a!licaciones crio'%nicas.


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*+-B0?+S -E 0+C*E

FUNDICIÓN: BLISTER Y ÁNODOS:• El cobre blister (am!ollado) y anódico es un material metlico con un ni$el

de !ureza de alrededor de 98 a 99,7;, utilizado a su $ez como materia!rima !ara elaborar !roductos de alta calidad, es!ecialmente, los ctodosde cobre. Si es de buena calidad !uede ser utilizado ocasionalmente en la

!roducción de sul"ato de cobre y otros !roductos químicos deri$ados. Su!rinci!al a!licación es su trans"ormación en nodos de cobre.

• os nodos de cobre, ya semi


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REFINERÍA: CÁTODOS

• El ctodo de cobre constituye la materia !rima idónea !ara la !roducción dealambrón de cobre de altas es!eci"icaciones.

• Es un !roducto, con un contenido su!erior al 99,99; de cobre, es resultante delre"ino electrolítico de los nodos de cobre. Su calidad est dentro de ladenominación 0u


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ALAMBRÓN :

• El alambrón de cobre es un !roducto resultante de la trans"ormación de ctodo en lacolada continua. Su !roceso de !roducción se realiza se'ún las normas S?= CG9<92 y E> 39.

• as características esenciales del alambrón !roducido !or la em!resa tlantic


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TREFILADO

•Se denomina tre"ilado al !roceso de adel'azamiento del cobre a tra$%s delestiramiento mecnico que se ejerce al mismo al !artir de alambrón de u 8 mm dedimetro con el objeti$o de !roducir cables el%ctricos "leibles con la secciónrequerida.

• Bn cable el%ctrico se com!one de $arios &ilos que mediante un !roceso de etrusiónse le a!lica el aislamiento eterior con un com!uesto !lstico de @0 o !olietileno.#eneralmente el calibre de entrada es de a 8 mm, !ara lue'o adel'azarlo al

dimetro requerido. 0omo el tre"ilado es un !roceso continuo se $an "ormandodi"erentes bobinas o rollos que $an siendo cortados a las lon'itudes requeridas oestablecidos !or las normas y son debidamente etiquetados con loscorres!ondientes datos t%cnicos del cable.

• Se llama a!antallado al cubrimiento de un conductor central debidamente aislado !or$arios &ilos conductores de cobre, que entrelazados alrededor "orman una !antalla.0uando es necesario aislar un &ilo conductor mediante esmaltado se le a!lica unaca!a de barniz (!oliesterimida). Estas mezclas de resinas son usadas !ara recubrirel conductor metlico quedando aislados del medio ambiente que lo rodea y lo'randode esta "orma conducir el "lujo el%ctrico sin !roblemas.


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EE0?*+-E+S?+S -E 0u

• El !rinci!io de los m%todos de recubrimiento electrolítico o químicos, tambi%ndenominados 'al$nicos, consiste en de!ositar !or $ía electroquímica, "inas ca!asde metal sobre la su!er"icie de una !ieza sumer'ida en una solución de a'ua coniones metlicos o electrolito, al conectar una "uente eterna de corriente directa. asca!as "ormadas 'eneralmente son de un es!esor entre 3 y 355 Lm. El metal queconstituye la ca!a se encuentra en el electrolito en "orma de iones. ?ambi%n eistenm%todos de recubrimiento sin corriente eterna, basados en !rocesos de oidación oreducción que, sin embar'o, son de menor im!ortancia.

• as ca!as de recubrimiento se de!ositan sobre una su!er"icie metlica o no metlicacon ciertas !ro!iedades, !ara darle características que %sta !or sí misma no tiene, obien, !ara "abricar ciertas !iezas con determinada !resentación en el acabado. Si el

objeto no es conductor, se le &ace conducti$o, !or ejem!lo, en la 'al$anización de!lsticos.


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*E0BC*=E>?+SEE0?*+?0+S

• Bn baMo de recubrimiento electrolítico consiste de un nodo y un ctodo en unelectrolito, que normalmente es una solución de la sal del metal que se !retendea!licar. En el electrolito, el metal est !resente en "orma de iones, el "lujo deelectrones es !ro!orcionado !or una "uente eterna de corriente directa.

• a !ieza a recubrir se con$ierte en ctodo donde se lle$a a cabo la reducción de losiones a metal. El nodo consiste en una barra del metal que se recubrir. aoidación se lle$a a cabo en el nodo1 cuando "luye la corriente, el nodo sedisuel$e. El es!esor de la ca!a del recubrimiento de!ende del tiem!o de!ermanencia en el baMo electrolítico. a ca!a !uede alcanzar un es!esor de &asta355 Lm, sin embar'o, son muc&o ms "recuentes las ca!as ms del'adas.


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PROCESO DE RECUBRIMIENTO METALICO


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CN+S -E *E0BC*=E>?+EE0?*+00+

• os baMos de recubrimiento electrolítico se di$iden en baMos cidos y alcalinos. osbaMos cidos contienen sul"atos, cloruros, "luoroboratos y:o sul"amatos de losmetales a de!ositar. os baMos alcalinos se com!onen sobre la base de com!lejosde &idróidos o cianuros. #eneralmente, la com!osición eacta de los baMos yquímicos comerciales es secreta, !ero las "unciones 'enerales de las di"erentescom!onentes se conocen bien.

• re$io a que se de!osite la ca!a metlica, la su!er"icie a cubrir debe estar libre deim!urezas, tales como 'rasa y óidos. ara ello, se a!lican !rocedimientos de!re!aración como el !retratamiento mecnico de las su!er"icies como lo es el !ulidoy los m%todos químicos de !retratamiento de su!er"iciesF el desen'rasado mediantelim!iadores alcalinos, &idrocarburos clorados, o !or $ía electrolítica1 así como eldeca!ado. ntes de que una !ieza se incor!ore al !roceso de !ulido, desen'rasadoy recubrimiento, debe realizarse una ins!ección !re$ia !ara ase'urar que la !ieza no

!resente de"ectos inace!tables que no se !uedan corre'ir durante el recubrimiento.

• Estos de"ectos !ueden ser rebabas, bordes, &oyos, mo&o y otras im!er"ecciones enla !ieza.


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• Los !"o#os ec$%&cos #e 're'rc&%: incluyen !rinci!almente el esmerilado y!ulido. Estos !asos de trabajo eliminan as!erezas o de"ormaciones su!er"iciales yensuciamientos 'ruesos.

• E* #ese%+rse co% so*,e%"es: se lle$a a cabo !ara eliminar los restos de 'rasa yaceite de la su!er"icie de la !ieza. os lim!iadores con sol$entes !ermiten un mejor&umedecimiento de la su!er"icie que aquellos a base de a'ua. El m%todo clsico!ara eliminar el aceite y la 'rasa de una su!er"icie es el desen'rasado a $a!or.0onsiste en calentar un sol$ente lim!iador, 'eneralmente &idrocarburos clorados,!ara obtener una "ase de $a!or caliente, en la que se introducen las !iezas.

• E* #ec'#o: el contacto entre la atmós"era y las !iezas metlicas !ro$oca la"ormación de ca!as de óido, que tienen que ser eliminadas antes del recubrimientoelectrolítico. El deca!ado con cido se utiliza !ara eliminar im!urezas y óidos atra$%s de un ataque químico, el cual "recuentemente se a!lica des!u%s de un la$adoalcalino. Se utilizan di"erentes cidos, solos o mezclados, entre ellos se encuentranel cido nítrico, cido sul"úrico, cido clor&ídrico, cido "luor&ídrico y cido "os"óricocon concentraciones de a!roimadamente 2 ; en $olumen.

• E* c"&,#o: este !roceso tambi%n llamado neutralizado e inclusi$e deca!ado sua$e,se utiliza !ara eliminar la !equeMa ca!a de óido que se &a "ormado sobre lasu!er"icie del metal una $ez que la su!er"icie &a sido tratada o la$ada en sucesi$aseta!as. Esa !equeMa ca!a de óido &ace que la su!er"icie sea !asi$a y !or lo tantomal conductora. as soluciones em!leadas son !or lo 'eneral cidos muy diluidos.os acti$ados !ermiten asimismo eliminar manc&as 'eneradas !or com!uestosor'nicos y:o inor'nicos.


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*E0BC*=E>?+S -E 0u• /recuentemente, el cobre "orma la !rimera ca!a en un sistema de ca!as de

recubrimiento, !uesto que es "cil de de!ositar en metales y !lsticos, ya que!resenta una ele$ada conducti$idad1 adems, la ca!a de cobre es muy resistente,económica de a!licar y "orma una buena base ad&esi$a !ara otros metales.

• El cobrizado !uede a!licarse a !artir de baMos alcalinos cianurados y baMos cidoscon cido sul"úrico. El cobrizado cido con sul"atos, 'eneralmente requiere un control

ms estricto del baMo a "in de mantener los !armetros en el ran'o ó!timo, sinembar'o, se e$ita el uso de cianuro.

• El baMo cido, tambi%n !uede utilizarse como !rimer re$estimiento metalizado en!lsticos, !or su 'ran ductilidad. En un baMo cido, el sul"ato de cobre CuSO4 re!resenta la "uente de iones de cobre que se de!osita en la su!er"icie a recubrir.ara este !roceso se recomienda sul"ato de cobre químicamente !uro. El baMo decobre tí!ico contiene sul"ato de cobre, cido sul"úrico, iones de cloruro y aditi$os debrillo.

• El cido sul"úrico sir$e !ara

aumentar la conducti$idad de la solución y

!ara "acilitaren cierta medida la oidación del nodo de cobre, El nodo !ro!orciona los iones decobre que se incor!oran a la solución.


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• El !roceso de cobre cido se realiza a una tem!eratura entre 25 y 45 O 0. oselectrólitos cú!ricos de cido sul"úrico contienen 'eneralmente altas concentracionesde sustancias or'nicas auiliares, !ues requieren un mayor control de los

!armetros de o!eración del baMo a "in de obtener ciertas características comodureza, ni$elación y brillo.

• os baMos alcalinos de cobre cianurado o!eran a una tem!eratura ele$ada, de G5


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0+>0E>?*0+>ES PBE -ECE -E ?E>E* B> CN+* 0+C*E 0-+ I 0+C*E 0>+.

B-o AcoCo'ues"o Co'os&c&%CuSO. /01 +2L3/SO. 411 +2LC*5 Me%or 4 +2LA#&"&,os 6 +2L

B-o A*c*&%oCo'ues"o Co'os&c&%CuCN 61 +2L

NO3 /1 +2LA#&"&,os 41 +2L

Recoe%#c&o%es #e #&c&% 'r b-os #e cobre7I%8orc&% 'ro'orc&o% 'or SurTec I%"er%c&o%*


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En la si'uiente "i'ura se muestran los ti!os de com!lejos que se !ueden "ormar en los baMosde 0obre acido, adems se obser$a que la concentración de iones 0u2J $a disminuyendocon"orme aumenta el !D1 es !or ello que este ti!o de baMos se o!era a !D de G.7 en dondela concentración de iones 0u2J es casi constante.

os otros ti!os de com!lejos "ormados, que se !ueden a"ectar en cierta medida el

recubrimiento, se &acen reaccionar en al'unos casos con los com!uesto que constituyen losaditi$os !ara lo'rar de esta "orma darle brillo y uni"ormidad al recubrimiento.

• as reacciones in$olucradas en este ti!o de recubrimiento !ara el cobre acido sonbsicamente de oido


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0+=EQ+S /+*=-+S D =E>+* -E G.7

E/E0?B-+S E> =E-BS 0DE=0 -#*=S

1 2 3 4

- 9

- 7

- 5

- 3

- 1

1

L o g

C o n c .

pH

H +

C u 2 +

S O4

2−

C u O H +

C u S O4

H2

S O4

H S O4−

C u S O 4 : 5 H 2 O ( c )

[ C u 2 + ]T O T

= 1 .5 7 M [ S O4

2−]

T O T = 2 . ! M


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osteriormente los iones 0u2 se des!lazan en la solución !ara "inalmente lle'ar al

ctodo donde se reducen en la su!er"icie catódica en 0uO metlico.

a oidación de 0uO a 0u2J en el nodo

V E eCuCu 153.22

−=°+→° +

V E CueCu 153.22

=°°→++


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• Este !roceso se lle$a a cabo a un !D de G.7 y con una corriente de 3

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