Estudio Electroquímico de Disolución de Cobre con Ión Férrico

Abstract

En este trabajo se estudió la velocidad de disolución de cobre metálico usando ión férrico como único oxidante. Se usaron técnicas electroquímicas para determinar, por separado, las expresiones cinéticas de oxidación de cobre y reducción de ión férrico. En estas expresiones se identificó la relación que hay entre el potencial mixto y la corriente de disolución respecto a la concentración de fierro en solución, concentración de iones férrico y ferroso y la rotación de electrodo.

En el montaje se usaron tres electrodos en la celda electroquímica. Para las curvas anódicas el electrodo de referencia de Ag/AgCl, el contraelectrodo de platino y el electrodo de trabajo de cobre rotatorio. Para las curvas catódicas se usaron los mismos electrodos de referencia y contraelectrodo, y se modificó el electrodo de trabajo, en este caso un electrodo de platino.

A través de barridos lineales de potencial se obtuvieron curvas corriente-potencial. En el sentido anódico, se trabajó sin presencia de fierro y en el sentido catódico con distintas relaciones entre los iones de fierro.

Se observó que los potenciales mixtos medidos en la solución son menores a los determinados como la intersección de las curvas anódica y catódica. Se deduce de las curvas obtenidas que la velocidad de disolución aumenta al incrementar la rotación de electrodo y la concentración de ión férrico. En contraparte la velocidad disminuye a medida que aumenta la concentración de ión ferroso. Se ajustaron los parámetros de las curvas de Tafel para la rama anódica y de Tafel modificada por el efecto de transferencia de masa para la rama catódica. Para encontrar la velocidad de disolución de cobre se usó la teoría del potencial mixto y la ecuación de Faraday.

La velocidad de disolución encontrada es la siguiente:

Donde las densidades de corriente de intercambio y límite son respectivamente:

La velocidad de disolución de cobre encontrada es aplicable sólo bajo las condiciones de operación. Se recomienda continuar con el estudio en compuestos de cobre para su aplicación a escala industrial.